Estudio comparativo de las prestaciones energéticas de … · Composición forjado tipo vigueta y bovedilla .....19 Tabla 7.-Composición forjado tipo losa de hormigón .....19 Tabla

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Informe: 30.1552.0-2

Estudio comparativo de las prestaciones energéticas de la

prelosa LECA® frente a sistemas convencionales en

viviendas con tres orientaciones expuestas

DEPARTAMENTO DE ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA

Ciudad de la Innovación, 7 31621 Sarriguren –Navarra Tel. + 34 948 252800 Fax. + 34 948 270774 web : www.cener.com e-mail: [email protected]

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mailto:[email protected]�

30.1552.0-2 Estudio comparativo de las prestaciones energéticas de la prelosa LECA® frente a sistemas convencionales en viviendas con tres orientaciones expuestas Febrero 2.011

ÍNDICE PÁGINA

1.- RESUMEN EJECUTIVO ................................................................. 5

1.1.- INTRODUCCIÓN .................................................................. 5

1.2.- OBJETO ............................................................................... 5

1.3.- ALCANCE ............................................................................ 6

1.4.- METODOLOGÍA ................................................................... 6

1.5.- CONCLUSIONES .................................................................. 6

2.- INFORME TÉCNICO ..................................................................... 8

2.1.- INTRODUCCIÓN .................................................................. 8

2.2.- METODOLOGÍA ................................................................. 10

2.2.1.- Software de simulación ................................................. 10

2.2.2.- Modelo de cálculo ......................................................... 11

2.2.3.- Clima .......................................................................... 14

2.2.4.- Descripción general del edificio ...................................... 14

2.2.5.- Opciones de ocupación .................................................. 15

2.2.6.- Parámetros de cálculo ................................................... 17

2.3.- ANALISIS ENERGÉTICO. RESULTADOS ............................. 24

2.3.1.- Resultados energéticos ................................................. 24

2.4.- CONCLUSIONES ................................................................ 26

3.- ANEXOS .................................................................................... 27

30.1552.0-2 Estudio comparativo de las prestaciones energéticas de la prelosa LECA® frente a sistemas convencionales en viviendas con tres orientaciones expuestas Febrero 2.011

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1.- “Star-network” empleado en el programa TRNSYS ................ 12

Figura 2.- Esquema para los flujos de calor y temperaturas superficiales en

el programa TRNSYS .......................................................................... 13

Figura 3.- Pantalla del Simulation Studio TRNSYS ................................. 14

Figura 4.- Plano de distribución de la vivienda analizada ....................... 15

Figura 5.- Situación espacial de las viviendas analizada, colindantes,

superior e inferior .............................................................................. 16

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1.- Composición cerramiento exterior ......................................... 17

Tabla 2.- Composición cerramiento interior .......................................... 17

Tabla 3.- Composición huecos ............................................................ 18

Tabla 4.- Valores de los puentes térmicos utilizados. ............................. 18

Tabla 5.- Composición forjado tipo LECA® ............................................ 19

Tabla 6.- Composición forjado tipo vigueta y bovedilla .......................... 19

Tabla 7.- Composición forjado tipo losa de hormigón ........................... 19

Tabla 8.- Composición forjado tipo reticular con pieza de entrevigado de

hormigón .......................................................................................... 19

Tabla 9.- Valores de las resistencias superficiales ................................. 20

Tabla 10.- Comparación de la transmitancia de los diferentes forjados .... 20

Tabla 11.- Valores de ventilación mecánica e infiltraciones .................... 21

Tabla 12.- Valores de las cargas internas debido a su ocupación ............ 22

Tabla 13.- Valores de las cargas internas debido a su iluminación .......... 22

Tabla 14.- Valores de las cargas internas debido a sus equipos .............. 23

Tabla 15.- Temperaturas de consigna del sistema de calefacción por

franjas horarias, según usos y ocupaciones ........................................... 23

Tabla 16.- Definición de los diferentes casos según usos y ocupación ...... 24

Tabla 17.- Nomenclatura de anexos según contenido ............................ 24

Tabla 18.- Resumen resultados de ahorros de los diferentes anexos. ...... 25

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1.- RESUMEN EJECUTIVO

1.1.- INTRODUCCIÓN

Unos de los documentos incluidos en este nuevo Código Técnico de la

Edificación (CTE), es el denominado DB-HE. Este Documento Básico “DB HE

Ahorro de energía” especifica parámetros objetivos y procedimientos cuyo

cumplimiento asegura la satisfacción de las exigencias básicas y la

superación de los niveles mínimos de calidad propios del requisito básico de

ahorro de energía.

Uno de los aspectos de los que adolece este documento es el de no limitar

los valores de transmitancia térmica en los cerramientos interiores,

cuando están entre espacios calefactados, en el convencimiento de que

se supone una misma temperatura en los espacios colindantes, y por lo

tanto una nula trasferencia de calor. La realidad, es que existen muchos

casos en que esta premisa no se cumple, ocasionando perjuicios ineludibles

a ciertos usuarios. En los casos en los que dos viviendas colindantes no

presenten el mismo régimen de temperaturas, por las razones que fueran,

existirá una trasferencia de calor de la vivienda mas caliente a la más fría,

con las consiguientes pérdidas energéticas y económicas.

Del convencimiento de los posibles ahorros que pueden producirse por la

utilización de forjados con aislamiento reforzado, la empresa VIGUETAS

NAVARRAS, solicita a CENER la redacción de una asesoría que evalúe el

comportamiento energético de la prelosa LECA, en comparación con

sistemas tradicionales de forjados entre viviendas.

1.2.- OBJETO

El objeto de la presente oferta es evaluar comparativamente el

comportamiento energético de la prelosa LECA®, frente a sistemas

tradicionales de forjados entre viviendas.

Para ello se realizaría un cálculo del ahorro energético de los consumos de

calefacción en viviendas, obtenido mediante la utilización de la prelosa

LECA®, comparativamente frente a otras soluciones convencionales.


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1.3.- ALCANCE

El alcance de este informe un análisis comparativo en viviendas de tres

orientaciones expuestas, entre forjados constituidos por prelosa LECA® y

otros tres tipos de forjados convencionales:

Forjado viguetas y bovedillas

Forjado de losa de hormigón

Forjado reticular con pieza de entrevigado de hormigón

Estas comparaciones se repetirán para cuatro casos diferentes de ocupación

y usos.

1.4.- METODOLOGÍA

El estudio consiste en un análisis comparativo de los consumos de dos

viviendas similares, solo diferenciadas por la constitución de su forjado

superior e inferior, donde una de las viviendas presenta la solución de

prelosa LECA® y la otra con una solución de forjado convencional. A estas

dos viviendas se las someterán a un proceso de simulaciones energéticas,

mediante el programa de simulación transitoria del comportamiento de

sistemas térmicos (TRNSYS), en las que irá variándose el uso que se hace

de las viviendas colindantes, obteniéndose los consumos energéticos en

calefacción de ambas viviendas en cada uno de los casos estudiados.

1.5.- CONCLUSIONES

De los resultados obtenidos se puede extraer que los ahorros producidos

con la incorporación del forjado Tipo LECA®, son realmente significativos,

llegando a superar el 13% en algún caso. Obviamente estos ahorros están

correlacionados con los valores de transmitancias de los diferentes forjados,

siendo los ahorros superiores en los casos en los que los forjados presentan

valores más altos de transmitancia.

No obstante el aspecto más determinante en los ahorros obtenidos, es el de

la ocupación y uso de las viviendas siendo estos ahorros más importantes

en los casos en los que las viviendas superior e inferior están desocupadas.


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Por último, la conclusión fundamental de este estudio, se refiere a que una

falta de regulación normativa en cuanto a exigencias mínimas (en valores

de transmitancia térmica) en cerramientos interiores que dividan espacios

acondicionados de distintas viviendas, ocasionan (en el caso habitual de una

vivienda colindante con viviendas desocupadas o parcialmente ocupadas)

perjuicios económicos significativos por el hecho de tener, que “calefactar”

las viviendas adyacentes, asumiendo el coste de dicho efecto


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2.- INFORME TÉCNICO

2.1.- INTRODUCCIÓN

El Código Técnico de la Edificación da cumplimiento a los requisitos básicos

de la edificación establecidos en la Ley 38/1999, de 5 de noviembre, de

Ordenación de la Edificación, con el fin de garantizar la seguridad de las

personas, el bienestar de la sociedad, la sostenibilidad de la edificación y la

protección del medio ambiente.

La aprobación del Código Técnico de la Edificación supone la superación y

modernización del vigente marco normativo de la edificación en España,

regulado por el Real Decreto 1650/1977, de 10 de junio, sobre normativa

de la edificación, que estableció las Normas Básicas de la Edificación (NBE-

CT 79), como disposiciones de obligado cumplimiento en el proyecto y la

ejecución de los edificios.

Unos de los documentos incluidos en este nuevo Código Técnico de la

Edificación (CTE), es el denominado DB-HE. Este Documento Básico “DB HE

Ahorro de energía” especifica parámetros objetivos y procedimientos cuyo

cumplimiento asegura la satisfacción de las exigencias básicas y la

superación de los niveles mínimos de calidad propios del requisito básico de

ahorro de energía. A su vez dentro de este apartado, se encuentra el

documento HE-1: Limitación de demanda energética, donde describe

que ”los edificios dispondrán de una envolvente de características tales que

limite adecuadamente la demanda energética necesaria para alcanzar el

bienestar térmico en función del clima de la localidad, del uso del edificio y

del régimen de verano y de invierno, así como por sus características de

aislamiento e inercia, permeabilidad al aire y exposición a la radiación solar,

reduciendo el riesgo de aparición de humedades de condensación

superficiales e intersticiales que puedan perjudicar sus características y

tratando adecuadamente los puentes térmicos para limitar las pérdidas o

ganancias de calor y evitar problemas higrotérmicos en los mismos”.

En este documento, se fijan los valores mínimos de diferentes parámetros,

que debe cumplir un edificio, en materia de cerramientos exteriores en

función de su ubicación, carpinterías, vidrios...en cada una de las zonas


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climáticas existentes.

Uno de los aspectos de los que adolece este documento es el de no limitar

los valores de transmitancia térmica en los cerramientos interiores,

cuando están entre espacios calefactados, en el convencimiento de que

se supone una misma temperatura en los espacios colindantes, y por lo

tanto una nula trasferencia de calor.

La realidad, es que existen muchos casos en que esta premisa no se

cumple, ocasionando perjuicios ineludibles a ciertos usuarios. En los casos

en los que dos viviendas colindantes no presenten el mismo régimen de

temperaturas, por las razones que fueran, existirá una trasferencia de calor

de la vivienda mas caliente a la más fría, con el consiguiente perjuicio de la

primera1

Los casos en los que puede suceder esta circunstancia, son variados y a

continuación se muestran algunas posibilidades, por ejemplo cuando la o las

viviendas colindantes:

vivienda.

o Están desocupadas

o Son segundas residencias y solo se ocupan en periodos determinados

(vacaciones, fines de semana)

o Son utilizadas por personas que trabajan todo el día fuera de casa, y

solo encienden la calefacción cuando llegan a ellas (circunstancia muy

habitual hoy en día)

o Simplemente, ya sea por razones económicas o por razones de

confort, utilizan temperaturas de consigna inferiores.

De estas circunstancias nace la imperiosa necesidad, de evaluar la

incidencia en el consumo energético de las viviendas, de las bondades,

desde un punto de vista térmico, de los cerramientos interiores entre

1 Precisamente la obligatoriedad de CTE de instalar contadores de calorías individualizados en edificios

con calefacción centralizada, provoca que un usuario pague por la energía consumida por calefactar su

vivienda y por contribuir a calefactar las viviendas en contacto con ella, en el caso que nos ocupa.


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espacios calefactados, y mas concretamente en los forjados entre

viviendas.

En este documento se evaluará el efecto beneficioso de los forjados

construidos con las prelosas LECA® en comparación con forjados

construidos con sistemas convencionales.

2.2.- METODOLOGÍA

El objeto de este estudio es analizar el comportamiento térmico de las

prelosas LECA® utilizadas en los forjados entre plantas de viviendas frente a

los sistemas convencionales en diferentes circunstancias de uso de las

viviendas. Para ello se va a definir una metodología, que garantice que los

resultados obtenidos reflejen lo más objetivamente posible la realidad

energética, de las viviendas según su uso.

El estudio consiste en un análisis comparativo de los consumos de dos

viviendas similares, solo diferenciadas por la constitución de su forjado

superior e inferior, donde una de las viviendas presenta la solución de

prelosa LECA® y la otra con una solución de forjado convencional. A estas

dos viviendas se las someterán a un proceso de simulaciones energéticas,

en las que irá variándose el uso que se hace de las viviendas colindantes,

obteniéndose los consumos energéticos en calefacción de ambas viviendas

en cada uno de los casos estudiados.

A continuación se describen, todos los elementos, variables y circunstancias

que se han utilizado en la realización de este estudio, representado por este

documento.

2.2.1.- Software de simulación

Para la realización de este estudio se ha decidido utilizar la herramienta de

simulación TRNSYS. Esta decisión se ha basado en dos circunstancias:

o TRNSYS es un programa de simulación transitoria del

comportamiento de sistemas térmicos, desarrollado por la

Universidad de Wisconsin en Estados Unidos, ampliamente validado y

con mas de 30 años de existencia, que en su cálculo dinámico

(horario) tiene en cuenta factores como la geometría, el clima local,



la composición de los cerramientos, la ocupación y cargas del edificio,

su instalación de climatización, etc. siendo los resultados de este tipo

de simulación muy diversos: datos horarios de temperaturas

interiores, demandas de calefacción y refrigeración, tasas de

ventilación para cada zona del edificio...

o No se ha utilizado CALENER VYP, programa oficial para la obtención

de la certificación energética en España, porque aún siendo un

software de simulación dinámica horaria en el que la tipología de

resultados podría sernos válida, no es factible en él, cambiar las

condiciones de uso, factor primordial en este estudio.

2.2.2.- Modelo de cálculo

Para la elaboración del modelo físico de las viviendas tipo, se ha utilizado el

type56 del programa TRNSYS, lo que permite la implementación de una o

varias zonas térmicas y su evaluación horaria en gran detalle. Todas las

relaciones físicas que emplea el type56 para el cálculo del comportamiento

térmico del modelo se han validado ampliamente y su aplicación para la

simulación en detalle de edificios está reconocida a nivel internacional.

El programa permite al usuario la manipulación de prácticamente todos los

valores de los parámetros. A continuación se comenta brevemente sobre

algunos parámetros relacionados con la transferencia de calor, un tema

fundamental para el presente proyecto.

Para el cálculo de transferencia de calor para las superficies interiores, el

CTE indica el uso de resistencias superficiales Rsi,1 y Rsi,2. Sin embargo,

TRNSYS realiza un cálculo más detallado, permitiendo de esta manera una

simulación más realista. En vez de aplicar un valor constante de resistencia

superficial (representando a la transferencia promedia por convección y por

radiación de onda larga), el programa aplica un cálculo dinámico que

incluye un cálculo del coeficiente de convección para cada superficie y un

cálculo del intercambio radiante de onda larga entre superficies interiores.

Se calculan los valores cada paso de tiempo (cada hora) en función de los

parámetros relevantes de la zona y de las superficies.

La convección con el aire interior se calcula a base de la temperatura del



aire de la zona y la temperatura de cada superficie. Este cálculo sólo se

emplea en el interior. Se emplean las siguientes relaciones para superficies

horizontales:

αconv = 2.11 (Tsurf - Tair)0.31

para las horas en las que la temperatura de la superficie está por encima de

la temperatura del aire y

αconv = 1.87 (Tsurf - Tair)0.25

si la temperatura de la superficie está por debajo de la temperatura del aire

(unidad en kJ/hr m2 K).

Para el cálculo de intercambio de radiación de onda larga, el programa usa

un cálculo detallado, tomando en cuenta las características de las

superficies y sus temperaturas horarias. El intercambio radiante de onda

larga entre superficies en la zona y el flujo convectivo desde las superficies

hacia la zona, se aproxima mediante el Star-network, como se representa

en la siguiente figura:

Figura 1.- “Star-network” empleado en el programa TRNSYS

Fuente: TRNSYS



Se ha empleado los valores de emisividad ε = 0,9 como está indicado en el

documento de condiciones de aceptación de Programas Informáticos

Alternativos, publicado por el IDAE. La distribución de radiación solar por las

superficies internas también está basada en este documento. Para la

absortividad de los materiales se ha empleado el valor α=0,6.

En cuanto al fenómeno de transferencia de calor a través de los elementos

constructivos (por ejemplo muros o forjados), el siguiente gráfico muestra

claramente el modelo de cálculo utilizado:

Figura 2.- Esquema para los flujos de calor y temperaturas superficiales en el programa TRNSYS

Fuente: TRNSYS

Una vez definido el modelo físico en el type56, se emplea el llamado

Simulation Studio de TRNSYS para simular el modelo con los datos

climatológicos, obteniendo así los datos horarios de la simulación

(temperaturas, temperaturas superficiales, flujos de calor, etc.). La

siguiente figura muestra una imagen del Simulation Studio de TRNSYS.



Figura 3.- Pantalla del Simulation Studio TRNSYS

Fuente: TRNSYS

2.2.3.- Clima

En una primera etapa, se va a limitar el estudio a una zona climática

predefinida que incluiría la comunidad Navarra y su entorno, por ello se ha

decidido utilizar la zona D1 definida en el CTE (zona a la que pertenece

Pamplona), como ámbito de estudio. Para ello se van a utilizar los datos

climáticos correspondientes a esta zona climática, propuestos por el

Ministerio de Industria, Turismo y Comercio, y descargables en el siguiente

link:

http://www.mityc.es/energia/desarrollo/EficienciaEnergetica/CertificacionEn

ergetica/DocumentosReconocidos/Paginas/documentosreconocidos.aspx

2.2.4.- Descripción general del edificio

Como modelo de vivienda, se ha utilizado un caso genérico habitual en la

construcción en el norte de España, consistente en una vivienda con 3

orientaciones expuestas de 88.19m2, orientada al norte y al sur, con una

distribución típica (ver figura1). Su fachada exterior es de ladrillo cara vista

y los requerimientos térmicos de los cerramientos, son los mínimos

especificados por el DB-HE 1 para la zona climática D1. (Se mostrarán mas

adelante).

http://www.mityc.es/energia/desarrollo/EficienciaEnergetica/CertificacionEnergetica/DocumentosReconocidos/Paginas/documentosreconocidos.aspx�

http://www.mityc.es/energia/desarrollo/EficienciaEnergetica/CertificacionEnergetica/DocumentosReconocidos/Paginas/documentosreconocidos.aspx�



N

Figura 4.- Plano de distribución de la vivienda analizada

Fuente: Viguetas Navarras S.L.

2.2.5.- Opciones de ocupación

Según su ocupación, se han distinguido tres tipos diferentes de viviendas:

Vivienda ocupada en régimen intensivo: Definida por una vivienda

donde se habita en ella durante las 24 horas al día.

Vivienda ocupada en régimen nocturno: Definida por una vivienda

donde sus ocupantes trabajan todo el día y regresan por la tarde.

Vivienda desocupada: Definida por aquella vivienda en la que por

término general no está ocupada (segunda residencia, vivienda vacía,

uso ocasional...)

Desde un punto de vista de organización espacial podemos distinguir las

viviendas en colindantes, superior e inferior (ver figura adjunta)



S

VIVIENDA COLINDANTE

VIVIENDA SUPERIOR

VIVIENDA INFERIOR

VIVIENDA ANALIZADA

Figura 5.- Situación espacial de las viviendas analizada, colindantes, superior e inferior

Fuente: Cener.

Teniendo en cuenta, esta distinción de viviendas y su posible estado de

ocupación, en el presente estudio se van a analizar los siguientes casos:

Caso 1: Vivienda analizada, colindantes e inferior en condiciones de

ocupación con régimen intensivo; vivienda superior en condiciones de

desocupación

Caso 2: Vivienda analizada y colindantes en condiciones de

ocupación con régimen intensivo; vivienda inferior y superior en

condiciones de desocupación

Caso 3: Vivienda analizada, colindantes e inferior en condiciones de

ocupación con régimen intensivo; vivienda superior en condiciones de

ocupación en régimen nocturno.

Caso 4: Vivienda analizada y colindantes en condiciones de

ocupación con régimen intensivo; vivienda inferior y superior en

condiciones de ocupación en régimen nocturno.

Más adelante se definirán los parámetros técnicos que afectan al consumo

energético en cada una de estas situaciones.



2.2.6.- Parámetros de cálculo

A continuación se describen los parámetros de cálculo2

que se han utilizado

en las simulaciones, para cada uno de los casos utilizados.

2.2.6.1.- Cerramientos comunes a todas las viviendas

Las características de los cerramientos utilizados pueden verse en las

siguientes tablas:

2.2.6.1.1.- Cerramiento exterior (para todos los casos)

ESPESOR (cm)

λ (W/Mk)

DENSIDADKg/m3

CeJ/Kg K

R(m2K/W)

1/2 pie ladrillo caravista 11.5 0.595 1020 1000 0.193Mortero de cemento 1 1 1700 1000 0.010 Rse (m2K/W) 0.04Camara de aire 3 0.180 Rsi (m2K/W) 0.13Aislamiento térmico MW 3 0.041 40 1000 0.744 U (W/m2K) 0.657Lámina paravapor aluminio 0.1 230 2700 880 0.000Tabicón 7 0.375 930 1000 0.187Enlucido de yeso 1.5 0.4 1000 1000 0.038

CERRAMIENTO EXTERIOR

Tabla 1.- Composición cerramiento exterior

Fuente: Cener.

2.2.6.1.2.- Cerramiento interior (para todos los casos)

ESPESOR (cm)

λ (W/Mk)

DENSIDADKg/m3

CeJ/Kg K

R(m2K/W)

Enlucido de yeso 1.5 0.4 1000 1000 0.038 Rse (m2K/W) 0.13Machetón 7 0.4375 930 1000 0.160 Rsi (m2K/W) 0.13Aislamiento térmico 3 0.04 1000 1000 0.750 U (W/m2K) 0.712Machetón 7 0.4375 930 1000 0.160Enlucido de yeso 1.5 0.4 1000 1000 0.038

MEDIANERAS

Tabla 2.- Composición cerramiento interior

Fuente: Cener

2 Los datos de las resistencias térmicas de los materiales se han obtenido del catalogo de elementos

constructivos del Código Técnico de la Edificación.



2.2.6.1.3.- Huecos (para todos los casos)

FACHADA NORTE TIPO % U(W/m2K)

g Absortividad(gris medio) UHueco (W/m2K) 3

Vidrio 4/16/4 59 2.86 0.76 -

Marco ALUMINIO 41 3.2 - 0.65

FACHADA SUR TIPO % U(W/m2K)

g Absortividad(gris medio) UHueco (W/m2K) 3.5

Vidrio 4/6/4 65 3.44 0.76 -

Marco ALUMINIO 35 3.2 - 0.65

HUECOS

Tabla 3.- Composición huecos

Fuente: Cener

2.2.6.1.4.- Puentes térmicos (para todos los casos)

Los puentes térmicos se han tomado los valores que el programa LIDER,

toma por defecto para zona climática y para cada solución constructiva. A

continuación pueden verse dichos valores:

LONGITUD(m)

Ψ(W/mK)

LONGITUD(m)

Ψ(W/mK)

FORJADO 7.37 0.41 7.37 0.41

VENTANA (tramos horizontales) 7.5 0.48 6 0.48

VENTANA (tramos verticales) 6.6 0.48 4.4 0.48

PILARES 5.4 0.08 5.4 0.08

FACHADA NORTE FACHADA SUR

Tabla 4.- Valores de los puentes térmicos utilizados.

Fuente: Cener

2.2.6.2.- Forjados

El aspecto diferenciador de estas viviendas, se encuentra en la utilización de

diferentes forjados. Es precisamente esta utilización de diferentes

soluciones constructivas en el elemento forjado, la razón de este informe, y

de los ahorros producidos con la implantación del forjado Tipo LECA®, frente

a otros forjados convencionales. A continuación se describen las

características de los forjados, que se han utilizado en la elaboración de

este estudio:



2.2.6.2.1.- Forjado Tipo LECA®

Rse asc (m2K/W) 0.1Parquet de madera pegado 1.7 0.1 225 1700 0.170 Rse desc (m2K/W) 0.17Solera de sílice de 8 cm 8 1.09 1700 1000 0.073 Rsi asc (m2K/W) 0.1Lámina impactodan 0.5 0.04 10 1000 0.125 Rsi desc (m2K/W) 0.17Prelosa Leca 27+5 30.5 Uasc (W/m2K) 0.718Enlucido de yeso 1.5 0.4 1000 1000 Udesc (W/m2K) 0.652

FORJADO TIPO LECA®R

(m2K/W)Ce

J/Kg KDENSIDAD

Kg/m3λ

(W/Mk)ESPESOR

(cm)

0.825

Tabla 5.- Composición forjado tipo LECA®

Fuente: Cener

2.2.6.2.2.- Forjado convencional de vigueta y bovedilla

Rse asc (m2K/W) 0.1Parquet de madera pegado 1.7 0.1 225 1700 0.170 Rse desc (m2K/W) 0.17Solera de sílice de 10 cm 10 1.09 1700 1000 0.092 Rsi asc (m2K/W) 0.1Lámina impactodan 0.5 0.04 10 1000 0.125 Rsi desc (m2K/W) 0.17Forjado vigueta y bovedilla 30 0.210 Uasc (W/m2K) 1.20Enlucido de yeso 1.5 0.4 1000 1000 0.038 Udesc (W/m2K) 1.027

FORJADO UNIDIRECCIONAL VIGUETA Y BOVEDILLA DE HORMIGÓN (25+5)

ESPESOR (cm)

R(m2K/W)

CeJ/Kg K

DENSIDADKg/m3

λ (W/Mk)

Tabla 6.- Composición forjado tipo vigueta y bovedilla

Fuente: Cener

2.2.6.2.3.- Forjado con losa de hormigón de 25

Rse asc (m2K/W) 0.1Parquet de madera pegado 1.7 0.1 225 1700 0.170 Rse desc (m2K/W) 0.17Solera de sílice de 8 cm 8 1.09 1700 1000 0.073 Rsi asc (m2K/W) 0.1Lámina impactodan 0.5 0.04 10 1000 0.125 Rsi desc (m2K/W) 0.17Forjado Losa 25 0.100 Uasc (W/m2K) 1.417Enlucido de yeso 1.5 0.4 1000 1000 0.038 Udesc (W/m2K) 1.182

FORJADO CON LOSA DE HORMIGON DE 25

ESPESOR (cm)

λ (W/Mk)

DENSIDADKg/m3

CeJ/Kg K

R(m2K/W)

Tabla 7.- Composición forjado tipo losa de hormigón

Fuente: Cener

2.2.6.2.4.- Forjado reticular y entrevigado hormigón (25+5)

Rse asc (m2K/W) 0.1Parquet de madera pegado 1.7 0.1 225 1700 0.170 Rse desc (m2K/W) 0.17Solera de sílice de 10 cm 10 1.09 1700 1000 0.092 Rsi asc (m2K/W) 0.1Lámina impactodan 0.5 0.04 10 1000 0.125 Rsi desc (m2K/W) 0.17Forjado reticular 30 0.150 Uasc (W/m2K) 1.292Enlucido de yeso 1.5 0.4 1000 1000 0.038 Udesc (W/m2K) 1.094

FORJADO RETICULAR CON PIEZA DE ENTREVIGADO DE HORMIGON (25+5)

ESPESOR (cm)

λ (W/Mk)

DENSIDADKg/m3

CeJ/Kg K

R(m2K/W)

Tabla 8.- Composición forjado tipo reticular con pieza de entrevigado de hormigón

Fuente: Cener



Los valores de las transmitancias U (W/m2 K) (ascendente o descendente,

según la dirección del flujo de calor) de cada uno de los forjados, se han

calculado según la siguiente formula:

RsiRsRseRtU

++==

11

Donde las resistencias térmicas superficiales empleadas han sido descritas

en el Código Técnico de la Edificación (DB-HE-1: Apéndice E) y que pueden

verse a continuación:

SENTIDO DEL FLUJO DE CALORRsi

(m2.K/W)Rse

(m2.K/W)Flujo ascendente 0.10 0.04

Flujo descendente 0.17 0.04

Tabla 9.- Valores de las resistencias superficiales

Fuente: Cener

Si comparamos, los valores de las transmitancias de los diferentes forjados

podemos observar los siguientes resultados:

LECA (27+5)

+ impactodan + 8 cms mortero + parquet+ yeso

VIGUETA Y BOVEDILLA

(25+5) + impactodan

+ 8 cms mortero + parquet+ yeso

RETICULAR (25+5)

+ impactodan + 8 cms mortero + parquet+ yeso

LOSA MACIZA (25)

+ impactodan + 8 cms mortero + parquet+ yeso VI

GU

ETA

Y

BO

VED

ILLA

RET

ICU

LAR

LOSA

MA

CIZ

A

FLUJO ASCENDENTE 0.718 1.200 1.292 1.417 40.2% 44.4% 49.3%

FLUJO DESCENDENTE 0.652 1.027 1.094 1.182 36.5% 40.4% 44.8%

TRANSMITANCIA TÉRMICA (W/m2.K) % DE MEJORA DEL FORJADO LECA

TRANSMITANCIA TÉRMICA. COMPARATIVA ENTRE FORJADOS

Tabla 10.- Comparación de la transmitancia de los diferentes forjados

Fuente: Cener

Se puede observar, una mejora muy significativa, siempre por encima del

35% (hasta casi un 50%), de los valores de la transmitancia térmica del

forjado Tipo LECA® frente a otros forjados convencionales. Esta mejora

supone forzosamente un ahorro energético en la vivienda con esta solución

constructiva, en mayor o menor medida.



2.2.6.3.- Ventilación e infiltraciones

Para realizar el cálculo de ventilaciones e infiltraciones, se ha utilizado por

un lado lo especificado en el CTE en su documento de salubridad HS-3, y

por otro lo que indica el “Documento de condiciones de aceptación de

Programas Informáticos Alternativos”, en el apartado 4.7.4. Infiltración y

ventilación. Según este documento, la cantidad de infiltraciones depende de

la presencia y cantidad de ventilación mecánica en cada zona. Además, las

causas de infiltraciones que se toman en cuenta son:

1. La permeabilidad de las ventanas y puertas,

2. los defectos de estanqueidad en otros componentes en la envolvente y

3. las aberturas de ventilación.

Se calcula la cantidad de infiltraciones como el promedio de dos casos

distintos de viento en la fachada: 0 m/s y 4 m/s. El documento además

supone que en las horas de ventilación mecánica “el caudal de aire

impulsado compensa la infiltración, por lo que el caudal de aire exterior a

considerar en estas circunstancias y para los espacios citados será el de la

ventilación” (es decir, 0 infiltraciones).

En las viviendas sin ventilación mecánica, como en el caso de las viviendas

vacías, habrá la tasa de infiltraciones calculada, invariable en el tiempo. Los

valores calculados de las infiltraciones y ventilaciones para todos los casos

de ocupación son:

Ventilación mecánicarenov/h

Infiltracionesrenov/h

Vivienda ocupada intensiva (24 horas) 0.76 -

Vivienda ocupada nocturna (24 horas) 0.76 -

Vivienda desocupada (24 horas) - 0.17

Tabla 11.- Valores de ventilación mecánica e infiltraciones

Fuente: Cener



2.2.6.4.- Cargas internas

El estudio de cargas internas es muy importante en el cálculo la demanda

energética de calefacción de una vivienda, y se debería tratar con

rigurosidad. Al igual que en el apartado anterior y en todo el documento, los

datos y horarios utilizados se basan en lo especificado en el CTE, y por otro

lo que indica el anexo del “Documento de condiciones de aceptación de

Programas Informáticos Alternativos3

2.2.6.4.1.- Ocupación

”, en el Anexo III “condiciones

Operacionales”.Con estos dos documentos se han calculado los valores de

las cargas internas, en cada uno de los aspectos para todos los casos de

usos.

OCUPACIÓN 0h-7hW/m2

7h-16hW/m2

16h-18hW/m2

18h-23hW/m2

23h-0hW/m2

Vivienda ocupada intensiva (laborables) 2.15 0.54 1.08 1.08 2.15

Vivienda ocupada nocturna (laborables) 2.15 0 0 1.08 2.15

Vivienda desocupada (laborables) 0 0 0 0 0

Vivienda ocupada intensiva (sab/festivos) 2.15 2.15 2.15 2.15 2.15

Vivienda ocupada nocturna (sab/festivos) 2.15 2.15 2.15 2.15 2.15

Vivienda desocupada (sab/festivos) 0 0 0 0 0

Tabla 12.- Valores de las cargas internas debido a su ocupación

Fuente: Cener

2.2.6.4.2.- Iluminación

ILUMINACIÓN 0h-7hW/m2

7h-16hW/m2

16h-18hW/m2

18h-19hW/m2

19h-23hW/m2

23h-0hW/m3

Vivienda ocupada intensiva (todos los dias) 0.44 1.32 1.32 2.2 4.4 2.2

Vivienda ocupada nocturna (todos los dias) 0.44 0 0 2.2 4.4 2.2

Vivienda desocupada (todos los dias) 0 0 0 0 0 0

Tabla 13.- Valores de las cargas internas debido a su iluminación

Fuente: Cener

3 Este documento publicado por el Ministerio de Vivienda y el Ministerio de Industria, Turismo y

Comercio, es el documento oficial que especifica los procedimientos y valores a utilizar en el uso, diseño

y validación de programas de certificación energética en edificios (Estos son los valores que utiliza el

programa CALENER VYP en su procedimiento de calificación)



2.2.6.4.3.- Equipos

EQUIPOS 0h-7hW/m2

7h-16hW/m2

16h-18hW/m2

18h-19hW/m2

19h-23hW/m2

23h-0hW/m3

Vivienda ocupada intensiva (todos los dias) 0.44 1.32 1.32 2.2 4.4 2.2

Vivienda ocupada nocturna (todos los dias) 0.44 0 0 2.2 4.4 2.2

Vivienda desocupada (todos los dias) 0 0 0 0 0 0

Tabla 14.- Valores de las cargas internas debido a sus equipos

Fuente: Cener

2.2.6.5.- Consignas del sistema de calefacción

A continuación se describen las consignas de calefacción que se han

utilizado:

TEMPERATURA DE CONSIGNA DE LA CALEFACCIÓN (ºC) 23h-7hºC

7h-18hºC

18h-23hºC

Vivienda ocupada intensiva (laborables) 17 20 20

Vivienda ocupada nocturna (laborables) 17 off 20

Vivienda desocupada (laborables) off off off

Vivienda ocupada intensiva (sab/festivos) 17 20 20

Vivienda ocupada nocturna (sab/festivos) 17 20 20

Vivienda desocupada (sab/festivos) off off off

Tabla 15.- Temperaturas de consigna del sistema de calefacción por franjas horarias, según usos y ocupaciones

Fuente: Cener

Durante el periodo, en el que la vivienda no está ocupada, se ha supuesto

que el sistema de calefacción se apaga, comportándose desde ese momento

hasta que vuelve a encenderse, en evolución libre.



2.3.- ANALISIS ENERGÉTICO. RESULTADOS

2.3.1.- Resultados energéticos

Tras la introducción de todos los parámetros descritos en los puntos

anteriores, se han realizado simulaciones dinámicas para cada uno de los

casos expuestos en el punto 2.2.5 de este documento. Las condiciones de

uso y ocupación se pueden ver en la tabla siguiente:

OCUPACION USO OCUPACION USO OCUPACION USO OCUPACION USO

CASO 1 Ocupada Intensivo Desocupada - Ocupada Intensivo Ocupada Intensivo

CASO 2 Ocupada Intensivo Desocupada - Desocupada - Ocupada Intensivo

CASO 3 Ocupada Intensivo Ocupada Nocturno Ocupada Intensivo Ocupada Intensivo

CASO 4 Ocupada Intensivo Ocupada Nocturno Ocupada Nocturno Ocupada Intensivo

VIVIENDA ANALIZADA VIVIENDA SUPERIOR VIVIENDA INFERIOR VIVIENDAS COLINDANTES

Tabla 16.- Definición de los diferentes casos según usos y ocupación

Fuente: Cener

Los resultados obtenidos pueden verse en los anexos adjuntos al final de

este documento cuyo índice puede verse en la siguiente tabla:

CASO 1 CASO 2 CASO 3 CASO 4

Fojado Tipo 1:Vigueta y bovedilla (25+5) Anexo 1.1 Anexo 1.2 Anexo 1.3 Anexo 1.4

Fojado Tipo 2:Losa (25) Anexo 2.1 Anexo 2.2 Anexo 2.3 Anexo 2.4

Fojado Tipo 3:Reticular con entrevigado de

hormigón (25+5)Anexo 3.1 Anexo 3.2 Anexo 3.3 Anexo 3.4

Tabla 17.- Nomenclatura de anexos según contenido

Fuente: Cener

A continuación se muestran un resumen de los resultados de todos los

casos analizados



DEMANDA VIVIENDA CON FORJADO TIPO

LECA (kWh/m2)

DEMANDA VIVIENDA CON FORJADO

CONVENCIONAL (kWh/m2)

AHORRO ENERGÉTICO CONSEGUIDO

(kWh/año)

AHORRO ENERGÉTICO CONSEGUIDO

CASO 1 78.4 83.9 483.1 6.53%CASO 2 96.0 107.4 1004.9 10.61%CASO 3 65.7 68.0 204.1 3.40%CASO 4 69.5 73.5 349.4 5.39%CASO 1 78.4 85.4 616.8 8.19%CASO 2 96.0 110.5 1282.3 13.16%CASO 3 65.7 68.9 285.2 4.69%CASO 4 69.5 74.9 478.5 7.24%CASO 1 78.4 84.6 549.3 7.36%CASO 2 96.0 109.0 1147.0 11.94%CASO 3 65.7 68.4 239.3 3.97%CASO 4 69.5 74.1 408.7 6.25%

Fojado Tipo 1:Vigueta y bovedilla (25+5)

Fojado Tipo 2:Losa (25)

Fojado Tipo 3:Reticular con entrevigado de

hormigón (25+5)

Tabla 18.- Resumen resultados de ahorros de los diferentes anexos.

Fuente: Cener



2.4.- CONCLUSIONES

De los resultados obtenidos se puede extraer que los ahorros producidos

con la incorporación del forjado Tipo LECA®, son realmente significativos,

llegando a superar el 13% en algún caso. Obviamente estos ahorros están

correlacionados con los valores de transmitancias de los diferentes forjados,

siendo los ahorros superiores en los casos en los que los forjados presentan

valores más altos de transmitancia.

No obstante el aspecto mas determinante en los ahorros obtenidos, es el de

la ocupación y uso de las viviendas, que están en contacto con la vivienda

analizada, a través de sus forjados, es decir de la vivienda superior e

inferior. Estos ahorros son más importantes en los casos en los que las

viviendas superior e inferior están desocupadas.

Por otro lado, en este estudio se ha limitado a estudiar los ahorros

producidos cuando las viviendas superior e inferior presentan diferentes

regímenes de uso y funcionamiento, pero no siendo éstas ni la última ni la

primera planta. En el caso de que esto hubiera sido así, los ahorros aún

habrían sido algo superiores.

Por último, la conclusión fundamental de este estudio, se refiere a que una

falta de regulación normativa en cuanto a exigencias mínimas (en valores

de transmitancia térmica) en cerramientos interiores que dividan espacios

acondicionados de distintas viviendas, ocasionan (en el caso habitual de una

vivienda colindante con viviendas desocupadas o parcialmente ocupadas)

perjuicios económicos significativos por el hecho de tener, que “calefactar”

las viviendas adyacentes, asumiendo el coste de dicho efecto.



3.- ANEXOS

Anexo 1.1: Resultados de comparación entre vivienda con forjado

Tipo LECA® y forjado convencional de vigueta y bovedilla de

hormigón de 25+5, en el caso 1 de ocupación y uso.











Tipo LECA® y forjado convencional de losa de hormigón de 25, en el

caso 1 de ocupación y uso.











Tipo LECA® y forjado reticular con pieza de entrevigado de hormigón

de 25+5, en el caso 1 de ocupación y uso.












Documents

Estudio comparativo de las prestaciones energéticas de … · Composición forjado tipo vigueta y bovedilla .....19 Tabla 7.-Composición forjado tipo losa de hormigón .....19 Tabla