Limitación de la demanda de energía

El CTE y el Documento Base DB-HE1
Manuel Romero, Ingeniero Civil
Etres Consultoría y Edificación SL
www.etresconsultores.es
Limitación de la demanda
de energía: Comparación
entre los métodos
de cálculo propuestos
Ha llegado el momento en el que debemos olvidarnos de la NBE-CT/79 y su famoso “Kg” para pasar a plantearnos otra forma de hacer las cosas. Ahora se ponen
sobre la mesa conceptos importantísimos y que antes no se contemplaban como
por ejemplo, la orientación de las fachadas o la necesidad de controlar la demanda energética de refrigeración. Este “nuevo hacer” influye necesariamente en el
diseño arquitectónico del edificio, otro motivo más para que nos planteemos la
aplicación de este apartado del Código desde el primer momento en el que nos
ponemos a trabajar en un nuevo proyecto.
A
hora bien, a la vista del Documento
Básico de Ahorro de Energía, nos
puede surgir la duda sobre qué método de cálculo debemos seguir (opción simplificada o general) para comprobar que nuestro edificio cumple con el Código. Este artículo se escribe con la intención de ayudar en
esta elección. Para ello se han empleado los
siguientes criterios de comparación:
• Similitud con la NBE-CT/79.
• Aplicabilidad.
• Complejidad del método de cálculo.
• Adaptabilidad a la certificación energética de
edificios.
En definitiva, este método de comprobación
es muy similar a lo que hasta ahora se venía
haciendo para cumplir con la NBE-CT/79, por
lo que a primera vista nos puede parecer que
ésta es la opción ideal puesto que no difiere
mucho de lo que estamos acostumbrados a
hacer.
Opción general. Por definición, esta opción
se basa en “la evaluación de la demanda
energética de los edificios mediante la comparación de ésta con la correspondiente a un
edificio de referencia que define la propia
opción”.
Por tanto, aquí estamos calculando directamente demanda de energía, es decir,
kWh/m2. Se determina para nuestro edificio
(objeto) y para el de referencia (el de comparación) y, si nuestro edificio demanda
menos energía que el de referencia, estaremos cumpliendo con el DB. Además de la
demanda de energía, también hay que comprobar otros parámetros: evitar descompensaciones entre zonas (limitado por la transmitancia térmica), condensaciones y permeabilidad al aire de carpinterías.
A simple vista, este método parece más complejo que la opción simplificada, sobre todo,
porque se trata de un método de cálculo
completamente nuevo. No obstante, estos
cálculos se realizan a través de programas
informáticos especializados que facilitan el
trabajo. A fecha de hoy, el único programa
reconocido por la Administración es LIDER
Similitud con la NBE-CT/79
Opción simplificada. Por definición, esta
opción se basa en “el control indirecto de la
demanda energética de los edificios mediante la limitación de los parámetros característicos de los cerramientos y particiones interiores que componen su envolvente térmica. La
comprobación se realizará a través de la comparación de los valores obtenidos en el cálculo con los valores límite permitidos”.
Básicamente está opción se reduce a determinar las características de la envolvente térmica
(transmitancia térmica de cada uno de los
cerramientos, medianeras y huecos; factor
solar modificado de huecos; condensaciones
superficiales e intersticiales; permeabilidad al
aire de carpinterías). Obtenidos estos valores
de cálculo hay que comprobar que no superan
el valor máximo permitido para la zona climática en la que se encuentra nuestro edificio.
Septiembre2006
Ejemplo de un edificio con una superficie mayor al 60% de huecos en fachada, al que no se le puede
aplicar la opción simplificada.
79
CTE
Tabla 1. Criterio 1: Similitud con NBE-CT/79
Opción
Basada en:
Similar a NBE-CT/79:
1 Control indirecto de la demanda de energía: la transmitancia térmica U de los cerramientos, medianeras y huecos así como el
Simplificada
factor solar modificado de huecos, no debe superar un valor máximo según zona climática.
2 Condensaciones: limitar la presencia de condensaciones superficiales e intersticiales.
3 Permeabilidad al aire de huecos y carpinterías: debe ser inferior
a los valores máximos permitidos para cada zona climática.
Completamente diferente a NBE-CT/79:
General
1 Control indirecto de la demanda de energía: la transmitancia térmica U de los cerramientos, medianeras y huecos así como
el factor solar modificado de huecos, no debe superar un valor máximo según zona climática.
2 Condensaciones: limitar la presencia de condensaciones superficiales e intersticiales.
4 Permeabilidad al aire de huecos y carpinterías: debe ser inferior a los valores máximos permitidos para cada zona climática.
(facilitado por ella). Otra cuestión es la manejabilidad de este software, aunque eso
depende de cada usuario.
Si nos gusta innovar, o bien nos decantamos
por soluciones bioclimáticas, la opción general debe ser nuestra elección.
Si buscamos algo lo más similar posible a la
NBE-CT/79, la opción simplificada es nuestra
elección.
Complejidad del método
de cálculo
Aplicabilidad
Como vemos en la tabla 2, las dos opciones
tienen limitado su campo de aplicación. En
consecuencia, aquí hay un punto a tener muy
en cuenta ya que la opción simplificada “limita” el diseño arquitectónico de la piel del edificio. No obstante, y dado que en este
momento el único programa reconocido para
emplear la opción general es LIDER, también
nos encontramos con algunas limitaciones
arquitectónicas ya que éste no contempla
muchas soluciones constructivas.
Modelo de etiqueta energética de edificios
En primer lugar, debemos recordar que los
valores de diseño de las características de los
materiales (fundamentalmente conductividad
térmica) no son los que los fabricantes indican o los que aparecen en los certificados
emitidos por tercera parte. Debemos aplicar
lo indicado en la norma UNE-EN ISO 10456
para aplicar los factores de corrección que
corresponda en cada caso para determinar la
conductividad térmica de diseño, que es con
la que debemos hacer los cálculos.
Por ejemplo, no está contemplada una fachada diseñada con un muro trombe en el que
las dos hojas (exterior e interior) son de
vidrio.
Esta corrección es independiente de la
opción elegida (ojo a la base de datos actual
incluida en LIDER ya que no recoge esta
corrección, por lo que, en el caso en el que
tengamos por ejemplo una cubierta invertida,
deberemos crear un nuevo material aislante
cuya conductividad sea la de diseño).
En este caso se debe recurrir a un método de
simulación o cálculo al uso que justifique las
mejoras de ahorro de energía que esta solución introduce. Lo que no queda claro en el
redactado del DB-HE es si esta simulación
debe realizarse con software reconocido o no
por la Administración.
Esta corrección de la conductividad térmica
es muy importante en casos como la cubierta invertida ya que el material aislante estará en contacto con el agua. Aplicando los
factores de corrección correspondientes, un
material aislante (normalmente poliestireno
extruido o poliestireno expandido) con un
Tabla 2. Criterio 2: Aplicabilidad
Opción
Simplificada
Aplicada a:
1 Cuando se cumplan simultáneamente:
a) que el porcentaje de huecos en fachada es inferior al 60% de sus superficie, y
b) que el porcentaje de lucernarios sea inferior al 5% de la superficie total de la cubierta.
2 Se admiten porcentajes superiores al 60% solo para aquellas fachadas cuya superficie supone un porcentaje inferior al 10% del
área total de fachadas del edificio.
3 Edificios con soluciones constructivas convencionales. Quedan excluidos soluciones como: muros trombe, muros parietodinámicos, invernaderos adosados, etc.
General
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1 Edificios con soluciones constructivas cuyo modelo esté contemplado en el programa informático de cálculo (LIDER u otro reconocido por la administración).
Septiembre2006
CTE
valor declarado por el fabricante de 0,034
W/mK se transforma en 0,040 W/mK como
valor de diseño.
Opción simplificada
1. Control indirecto de la demanda.- En el
anexo E del DB-HE se describen los métodos de cálculo de la transmitancia térmica
y del factor solar modificado. La cosa se
complica bastante para cerramientos que
no están en contacto con el aire exterior. El
DB nos ofrece una serie de tablas que
recogen la mayor parte de situaciones, sin
embargo, si nos encontramos con un elemento no recogido en las tablas deberemos emplear los métodos de cálculo indicados en las normas internacionales
correspondientes (UNE-EN ISO 13370,
UNE-EN ISO 13789 entre otras).
2. Condensaciones.- En el anexo G del DBHE se describe el método de comprobación. El cálculo no es muy complejo excepto en el caso de los puentes térmicos para
los que el texto normativo nos remite a las
normas UNE-EN ISO 10211-1 y UNE-EN
ISO 10211-2 (o bien a Documentos
Reconocidos si los hay).
Proyecto de vivienda unifamiliar en Batres (Madrid). Definición geométrica de una vivienda con diversos
volúmenes y fachadas con forma curva. Simulación realizada con LIDER.
3. Permeabilidad al aire de huecos y carpinterías.- Este apartado no tiene más complicación que la de elegir un elemento con la
clase permitida según la zona climática
correspondiente.
Opción general. Los cálculos de demanda
de energía se realizan a través de un programa informático (LIDER u otro reconocido por
la administración). El software determina la
demanda del edificio de referencia (incluso
genera el edificio) y la de nuestro edificio.
Además, se comprueba el cumplimiento de
la transmitancia máxima para evitar descompensaciones, el factor solar modificado de
huecos, la permeabilidad de huecos y marcos
y las condensaciones.
Como resumen, cabe destacar el aumento de
complejidad de cálculo introducido con respecto a lo que se viene realizando con la NBECT/79. Realizar este apartado “a mano” nos
puede suponer bastantes horas de trabajo.
No cabe duda que emplear un software
específico para cálculo es mucho más potente que pasarnos horas realizándolo a mano,
evitando además que se pueda producir cualquier error.
Otra cosa distinta, como ya se ha indicado
antes, es la manejabilidad del programa.
LIDER es un software con una gran potencia
de cálculo pero que, en el aspecto de la interrelación con el usuario flaquea. La introducción de datos, sobre todo a nivel de geometría del edificio, es bastante compleja.
Esto puede hacer que más de un nuevo
usuario desista en su empeño de usar el programa, sobre todo porque, aún cuando ya
tengamos dibujado el edificio en otro software (AutoCad, Allplan, etc) en LIDER tendremos que volver a hacerlo.
No obstante, opino que si LIDER fuera muy
bueno en este aspecto se estaría limitando la
aparición de software comercial ¿porque
cambiar de programa si con éste trabajo perfectamente y además es gratis?
También hay apartados de LIDER que se
deben mejorar (como por ejemplo los puentes térmicos: no aparecen los que se producen en los balcones o en los encuentros con
particiones interiores), pero supongo que
todos esos detalles en las siguientes versiones se mejorarán.
De hecho, la última versión de LIDER ha
mejorado mucho en la información que se
muestra al usuario si no se cumple alguna
condición de comprobación como vemos en
la figura 2.
Adaptabilidad a la certificación
energética de edificios
Ventana de información de elementos que no cumplen algún requisito
Septiembre2006
Parece ser que la certificación energética de
edificios no tardará mucho en ser obligatoria
(recordemos que la Directiva Europea de
Eficiencia Energética de Edificios 2002/91/CE
es obligatoria desde el pasado 4 de enero).
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CTE
Tabla 3. Criterio 3: Complejidad de cálculo
Opción
Basada en:
Mayor complejidad de cálculo, sobre todo para determinar la transmitancia térmica de algunos elementos constructivos (cubiertas
inclinadas, forjados sanitarios, etc) y para la comprobación de la formación de condensaciones en puentes térmicos. Se requiere,
en muchos casos, el conocimiento de los métodos de cálculo descritos en normas internacionales y no recogido en el propio texto
del DB-HE1.
Simplificada
Sin complejidad de cálculo ya que éste se realiza con herramientas informáticas. No obstante, la manejabilidad del software existente en la actualidad (LIDER), sobre todo en la definición geométrica, es algo compleja.
general
En principio, para obtener la calificación energética de nuestro edificio se empleará el programa informático CALENER (u otro reconocido por la Administración, al igual que ocurre
con LIDER).
La certificación será obligatoria tanto para
viviendas nuevas como para aquellas que se
alquilen o revendan. Se trata de un método
para informar a los compradores y usuarios
del consumo de energía con el que se comprometen. De este modo los promotores
inmobiliarios contarán con una información
muy valiosa para diferenciar sus promociones
y ofrecer al usuario viviendas que consumen
menos energía.
¿No es ésto una duplicación de trabajo?
Es decir, si tenemos que certificar energéticamente, es recomendable emplear la opción
general ya que ésta nos permite una conexión directa con el programa que realiza la
calificación.
la opción general es la idónea por su potencia de cálculo y rapidez, e incluso porque la
opción simplificada, a modo de seguridad,
penaliza la composición de los cerramientos,
en cambio la opción general optimiza esta
composición, cumpliendo la exigencia normativa y respetando a máximo la superficie útil.
Nuestra experiencia en la aplicación del
Documento Básico de Ahorro de Energía a
más de doscientos proyectos nos indica que
No obstante, es el proyectista el que debe
elegir entre una u otra opción según su propio criterio.
La certificación energética se materializará en
una etiqueta energética, similar a la de los
electrodomésticos en la que se indicará el
consumo de energía anual (en kWh/año), las
emisiones de CO2 anuales que ese consumo
produce (en kgCO2/año) y la letra de calificación correspondiente (entre la A y la G).
Conclusiones
CALENER, en sus versiones para vivienda y
pequeño y mediano terciario, se basa en
LIDER (en realidad es LIDER con dos botones
más). En caso de certificar energéticamente
nuestro edificio y haber realizado el cálculo
empleando la opción simplificada del DBHE1, nos tocará volver a realizarlo introduciendo los datos en LIDER.
Cuadro resumen comparativo
Criterio
Opción
Similitud con NBE-CT/79
Septiembre2006
Complejidad de cálculo
Adaptabilidad a la
certificación energética
Similar
Limitado por % de huecos y
sólo para soluciones constructivas tradicionales.
Mayor complejidad, sobre todo para
determinar las características de algunos elementos (cubiertas inclinadas,
forjados sanitarios) y para comprobar
la limitación de condensaciones en
los puentes térmicos.
Requerirá una certificación
especial o un recalculo a
través de la opción general.
Completamente diferente
Se puede usar siempre que
el modelo correspondiente a
la solución constructiva esté
incluido en el programa
Sin complejidad de cálculo ya que
éste lo realiza un programa informático.
Relacionado directamente
con el programa de calificación energética CALENER.
Simplificada
general
Aplicabilidad
4