jueves, 16 de enero de 2014

Análisis de la influencia del nivel de aislamiento térmico en un edificio de viviendas en León (I).


 -“En mi casa hace mucho frio”  / “gasto una barbaridad en calefacción”
- “¿está aislado?”

¿Pero cuánto aislamiento es suficiente?
Como sabéis los que nos conocéis, en impulso belenus, nos gusta siempre comprobar con datos fiables, por lo tanto, vamos a realizar simulaciones informáticas para ver cómo influye este nivel de aislamiento en la demanda de energía de un edificio situado en León (zona climática E1).

Para ello, tomaremos el mismo edificio de idénticas condiciones tanto de uso, como constructivas y morfológicas, y sólo variaremos la transmitancia térmica de su envolvente, es decir, el nivel de aislamiento.



DEFINIMOS UNAS CONDICIONES INVARIANTES PARA EL EDIFICIO:
La intención no es entretenerse en este apartado, ni definirlo en profundidad ya que no se trata de un artículo técnico, y tampoco pretende serlo, pero se hace necesaria una pequeña pincelada para entender lo que se está realizando:

En primer lugar la tipología que escogemos para el análisis es un bloque de viviendas aislado de tres plantas, dos núcleos de comunicación, y dos viviendas por núcleo, con un total de 12 viviendas.

En segundo lugar, aclaramos que se trata de un edificio orientado norte – sur, con un porcentaje de huecos a sur del 30% y a norte del 20% (este y oeste 20%). Sin obstáculos que puedan proyectar sombra sobre los elementos vidriados (condiciones muy favorables, a la vez que poco comunes).

Y por último, las renovaciones de aire del interior, consideramos un valor de 0,8renov/hora(después de realizar el cálculo según la actual normativa CTE_DB_HS3 para este caso). Cabe destacar que este dato es ficticio, ya que en edificios antiguos, el aire que se cuela es mucho mayor que en edificios con ventanas más “modernas”, pero lo dejamos invariable para ver realmente la influencia del nivel de aislamiento).



DIFERENTES NIVELES DE AISLAMIENTO:
Para comprobar su influencia vamos a definir cuatro niveles de aislamiento diferentes, según la normativa en vigor en el momento de su construcción:

  • Anterior a la NBE CT79. Edificios anteriores al año 80, cuando no existía una normativa específica de ahorro de energía.
  • Según NBE CT79. Cumplen esta normativa los edificios construidos entre los años 1980 y 2008.
  • Actual CTE DB HE1. Su entrada en vigor es de Septiembre de 2013, donde la anterior HE sufre un importante aumento de las exigencias de aislamiento[j5] . (existe un anterior DB con entrada efectiva en 2008, pero decidimos no estudiarlo por no multiplicar los casos)
  • Nivel extra de aislamiento. Niveles de aislamiento que se suelen utilizar para la construcción actual de las llamadas “casas pasivas”. (toda la envolvente con U=0,15 W/m2ºK).

RESULTADOS DE LA SIMULACIÓN TÉRMICA-ENERGÉTICA DEL MODELO:

A partir de esto, vamos a ver, insistimos, como se reduce la demanda energética anual de calefacción del edificio variando sólo el nivel de aislamiento de los elementos que componen la envolvente del edificio:



Resultados expresados en kWh/m2.


INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS y ANÁLISIS ECONÓMICO:
Haciendo unos números gordos, para ver repercusiones a grandes rasgos:

Análisis en térmicos económicos para una vivienda de 90m2:
Primero, calculamos las demandas anuales:

CASO 1 _ 90m2 x 173,8kWh/m2 = 15.642 kWh/año
CASO 2 _ 90m2 x 116,8kWh/m2= 10.512 kWh/año
CASO 3 _ 90m2 x  64,3kWh/m2 =  5.787 kWh/año
CASO 4 _ 90m2 x  27,8kWh/m2 =  2.502 kWh/año

Suponemos un equipo de calefacción de gas natural, con una eficiencia de la caldera de 0,85. Por lo tanto, la cantidad de energía que necesitaremos será:

CASO 1 _ 18.404 kWh/año
CASO 2 _ 12.367 kWh/año
CASO 3 _   6.808 kWh/año
CASO 4 _   2.943 kWh/año

Actualmente el precio del kWh de gas natural está en aprox. 5cent. de euro. (Se prevé un aumento importante en un futuro próximo, como ha ocurrido con el gasoil, el cual se sitúa ya en los 10cent. de euro, es decir, el doble).

Por lo tanto, los gastos anuales serán:

CASO 1 _   920,2 €/año
CASO 2 _   618,4 €/año
CASO 3 _   340,4 €/año
CASO 4 _   147,2 €/año


CONCLUSIONES:
Por lo tanto, si se tratase el caso de una vivienda edificada con anterioridad a 1980, SOLO con un cambio de la envolvente del edificio, estaríamos ahorrando (en este caso concreto), más de un 700% (más de 700,00 € al año)

Si la vivienda se construyó entre 1.980 y 2.008 (gran número de las actuales), el ahorro entraría en el orden de 400%. (471,00 €/año).

Para casos de viviendas unifamiliares aisladas, bajo cubiertas, con orientaciones no favorables o obstáculos que impiden la captación solar, etc. estos números se disparan, obteniendo ahorros de valores totales mucho más elevados. Esto se irá tratando en post sucesivos, pero para obtener números concretos, se hacen necesarios estudios concretos y exclusivos para cada uno de los casos.


Es decir, que a pesar de que el parque residencial español es relativamente joven. (La antigüedad media del parque ronda los 35 años), para todas las viviendas construidas anteriormente al año 2008 (entrada en vigor efectiva del CTE), los niveles de aislamiento que se les aplicó en su momento son definitivamente insuficientes; por lo que existe un gran margen de mejora.

No hay que olvidar, que estos cálculos y por lo tanto, estos ahorros son sólo teniendo en cuenta el aislamiento. En una rehabilitación energética son muchos más los parámetros que caben mejorar (nivel de infiltraciones, captación solar, acumulación energética mediante inercia, eliminación de puentes térmicos constructivos, etc.) algunos de los cuales estudiaremos más adelante en sucesivos posts.

NOTA: este ejemplo se ha realizado mediante la herramienta informática Energy+ la cual está desarrollada por el Departamento de Energía de los Estados Unidos (DOE). Se trata de una de las herramientas más avanzadas del mundo para la simulación dinámica de fenómenos relacionados con el desempeño ambiental y energético de los edificios.

Por: Alejandro Cabeza Prieto; José Luis Femenía; Julio González Quintas.


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