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Desarrollo de la Eficiencia Energética en
la Arquitectura
PROYECTO EDEA
Proyecto cofinanciado por el Programa LIFE de la Unión Europea
“Resultados de evaluación de sostenibilidad deEstrategias Pasivas en los Demostradores EDEA”
Mérida, 30 de Abril de 2013
Ángeles Perianes Gutiérrez
“Resultados de aplicación del Método simplificado de sostenibilidad en EDEA”
Objetivo general
Determinar qué
criterios de diseño y soluciones constructivas son más sostenibles en las viviendas sociales en Extremadura, según el Objetivo 20-20-20 y contando con los Demostradores EDEA.
Objetivos
Método Resultados
Conclusiones
“Resultados de aplicación del Método simplificado de sostenibilidad en EDEA”
“Resultados de aplicación del Método simplificado de sostenibilidad en EDEA”
€
Según la Directiva 2010/31, de eficiencia energética de edificios:
Art. 5 : […] para el cálculo del nivel óptimo de rentabilidad de los requisitos mínimos de eficiencia energética, la Comisión establecerá
un marco metodológico comparativo común, que los Estados miembros utilizarán según condiciones generales de clima y accesibilidad de
infraestructuras energéticas.
Art. 7: […] para los edificios existentes se establece que las reformas que repercutan en la envolvente deberán cumplir con unos requisitos mínimos de eficiencia energética y tener un «nivel óptimo de rentabilidad», es decir, su balance coste-beneficio calculado durante el ciclo de vida útil del edificio será
positivo […]
Periodo de cálculo de costes: vida útilDefinición de optimización de costes: nivel micro /macroeconómicoPrevisión en la evolución de precios de la energíaTasas de actualizaciónCoste de emisiones de GEI
Objetivos
Método Resultados
Conclusiones
Reglamento (UE) 305/2011, deroga D.89/106/CEE Real Decreto 233/2013, de 5 de abril
“Resultados de aplicación del Método simplificado de sostenibilidad en EDEA”
Herramientas de Evaluación y Certificación energética existentesBREEAM, GBTool, LEED, SBTOOL‐Verde, etc
Limitaciones :
no facilitan la toma de decisiones;
incorporan ponderación de impactos;
Lider‐Calener VyP, TRNSYS, Designbuilder, etc:
Limitaciones: Fase de Uso, Impacto energético
METODOLOGÍA EDEA
¿Cómo evaluar la sostenibilidad?
Objetivos
Método Resultados
Conclusiones
Objetiva, criterios ACV y sostenibilidad, rentabilidad, toma de decisiones
“Resultados de aplicación del Método simplificado de sostenibilidad en EDEA”
MantenimientoMantenimiento
DemoliciDemolicióónn
UsoUso
ConstrucciConstruccióónn
TransporteTransporte
Fabricación de
materiales
Transporte
materiales
fábrica ‐
obra
Explotación y uso
climatización edificio
Operaciones de
mantenimiento
y reposición
Residuos
generados
Fases del Análisis de Ciclo de Vida del Edificio
Objetivos
Método
Resultados
Conclusiones
“Resultados de aplicación del Método simplificado de sostenibilidad en EDEA”
Impacto económico
Sostenibilidad en edificios: Fases vs. Impactos
MantenimientoMantenimiento
DemoliciDemolicióónn
UsoUso
ConstrucciConstruccióónn
TransporteTransporte
Impacto ambiental
Impacto social
50 AÑOS
Objetivos
Método
Resultados
Conclusiones
“Resultados de aplicación del Método simplificado de sostenibilidad en EDEA”
BEDEC kgPeso de residuos no reciclablesPeso de materiales no renovables
Elaboración
propiakWh
Consumo energético del transporte
desde fábrica hasta la obra
Calener TRNSYS
kWh Consumo energético de climatización
ITeC kWhConsumo energético de operaciones
de mantenimiento y reposición
BEDEC kWhConsumo energético fabricación de
materiales
Indicadores ambientales
Objetivos
Método
Resultados
Conclusiones
“Resultados de aplicación del Método simplificado de sostenibilidad en EDEA”
Base de
Precios
JuntaEX€ Coste unitario de las partidas de obra
CalenerTRNSYS
€Coste asociado a la Factura eléctrica
(0,149 €/kWh)
Base de
Precios
JuntaEX€
Coste de operaciones de
mantenimiento y reposición
Indicadores económicos
Objetivos
Método
Resultados
Conclusiones
“Resultados de aplicación del Método simplificado de sostenibilidad en EDEA”
Carácter local de los materiales
Se priorizan operaciones de menor riesgo de
accidente durante la ejecución
Reducción periodicidad del mantenimiento necesario
y mejora de la conservación
Mejora de la calidad aire interior, confort, reducción
pobreza energética
Indicadores sociales
Objetivos
Método
Resultados
Conclusiones
“Resultados de aplicación del Método simplificado de sostenibilidad en EDEA”
Base de datos de sostenibilidad de materialesBase de datos de sostenibilidad de materiales
Datos de entrada:•Características edificio objeto:
Localización, Geometría, Exposición,
Orientación, Superficies, etc.•Demandas energéticas “VIVIENDA PATRÓN”
y
“ESTRATEGIA”•Transporte y Operaciones de Mantenimiento
Fichas de Sostenibilidad 1:Envolvente del edificio en VIVIENDA PATRÓNFichas de Sostenibilidad 2:Envolvente con la implementación de ESTRATEGIA
PASIVA (FACHADA, CUBIERTA, SUELOS, HUECOS)Datos de Salida:Evaluación sostenibilidadCálculo de rentabilidad
PASO 1PASO 1
PASO 2PASO 2
PASO 3PASO 3
PASO 0PASO 0
Objetivos
Método
Resultados
Conclusiones
“Resultados de aplicación del Método simplificado de sostenibilidad en EDEA”
Base de datos de sostenibilidad de materialesBase de datos de sostenibilidad de materiales
PASO 0PASO 0
3AGOTAMIENTO DE RECURSOS
NATURALES
4DEGRADACIÓN
DEL SUELO
5COSTE INICIAL
7TOXICIDAD
8RIESGO
ACCIDENTE
Consumo Energético F. Construcción
(kWh/m2)
Consumo Energético F.
Transporte(kWh/m2)
Peso materiales no renovables F.
Construcción(kg/m2)
Peso residuo no reciclable F. Demolición
(kg/m2)
Coste Producto F. Construcción
(€/m2)
bajo/relativo bajo/relativo CÓDIGOS DE BASE PRECIOS
(JUNTA DE EXTREMADURA,
2011)
CÓDIGOS ITEC-(BEDEC 2011)
Pintura Plástica mate para exteriores 6,16 0,01 0,55 0,55 6,86 relativa bajo E15EA020 E898J2A0
Enfoscado de cemento 12,35 0,07 43,97 0 10,18 bajo bajo E08PFM010 E81136E4
Revestimiento cerámico fachada ventilada 185,26 0,98 53,85 0,00 89,42 bajo relativo E06VC010 E83196GE
Revestimiento granito regional fachada ventilada 2cm 14,96 0,10 96,97 0,00 151,26 bajo relativo E06VP020 E83C6BTE
Fábrica½ pie LCV 40mm<G<60mm 93,77 2,81 188,8 0,00 43,61 bajo bajo E06LSG010 E612CF3W
Fábrica Tabicesa Termo-Eco/ Termo-29 121,33 1,42 249,00 0,00 31,95 bajo bajo E06BAT040 E613441Q
Fábrica 1 pie LCV 40mm<G<60mm 185,26 5,87 318,70 0,00 79,50 bajo bajo E06LSG020 E4F2DAF7
Fábrica Arliblock 25x20x50 118,42 1,22 245,78 0,00 41,85 bajo bajo E06BAE060 E61AA91D
Mortero cemento 1000< ρ<1250 9,07 0,07 39,09 0,00 5,21 bajo bajo E08PFA010 E81121D4
Mortero térmico: WEBERthermaislone 0,01 1,22 9,00 0,00 40,01 bajo bajo NUEVO E7C145K0
Lana de roca 9,89 0,98 1,60 0,00 9,33 bajo bajo E09ATP010 E7C946C1
IMPACTOS
FACHADA
Base de datos de Sostenibilidad de componentes m2
IMPACTO AMBIENTAL IMPACTO ECONÓMICO
IMPACTO SOCIAL
1CAMBIO CLIMÁTICO
INCIAL
MÁS DE 400
MATERIALES
Objetivos
Método
Resultados
Conclusiones
MÁS DE 5000
DATOS
CALCULADOS
“Resultados de aplicación del Método simplificado de sostenibilidad en EDEA”
Fichas de Sostenibilidad 1:Envolvente del edificio en VIVIENDA PATRÓNFichas de Sostenibilidad 2:Envolvente con la implementación de ESTRATEGIA
PASO 2PASO 2 Vivienda Patrón
Estrategias
Estrategias Pasivas
Objetivos
Método
Resultados
Conclusiones
Enfoscado exterior
½ pie ladrillo perforado
Cámara de aire
VARIABLE: aislante
Placa de yeso laminado 13+13
PoliestirenoPoliuretanoLana de roca
“Resultados de aplicación del Método simplificado de sostenibilidad en EDEA”
Objetivos
Método
Resultados
Conclusiones
Demandas
Consumos
Mantenimiento
Reposición
Enfoque
económico
Resultados
fiables
Diseño
funcional Enfoque
ambientalCriterio
ACV
Enfoque
social
Factura eléctrica
FICHA SOSTENIBILIDAD EDIFICIO (edificio.50 años) incluyendo mantenimiento x superficies
IMPACTO
IMPACTO AMBIENTAL IMPACTO ECONÓMICO IMPACTO SOCIAL
1
CAMBIO CLIMÁTICO
INCIAL
2
CAMBIO CLIMÁTICO
DE USO
(50 años)
3
AGOTAMIEN
TO DE RECURSOS NATURALES
4
DEGRADACI
ÓN DEL SUELO
5
COSTE INICIAL
6
COSTE USO
(50 años)
7
TOXICIDAD8
RIESGO ACCIDENTE
Componente
Consumo Energético
F. Construc.
(kWh)
Consumo Energético
F. Transp
(kWh)
Consumo Energético
F. Uso
(kWh)
Cons. Energético
F. Mantto
(kWh)
Peso mat. no renovables
F. Construc
(Kg)
Peso RCDs no reciclable
F. Demolici
(Kg)
Coste Producto
F. Construcc
(€)
Coste Factura electrica
F. Uso
(€)
Coste Mant.
F. Mantto.
(€)
bajo / relativo
F. Mant. y F. Uso
bajo / relativo
F. Construc.
“Resultados de aplicación del Método simplificado de sostenibilidad en EDEA”
Datos de Salida:Evaluación sostenibilidadCálculo de rentabilidad de la inversión
Objetivos
Método Resultados
Conclusiones
Vivienda Patrón Estrategia Pasiva
PASO 3PASO 3
ESTRATEGIAS PASIVAS
M.1_FACHADA + CUBIERTA
M.2_FACHADA + HUECOS
M.3_FACHADA + CUBIERTAHUECOS: Carpinterias + vidrios
M.4_FACHADA + CUBIERTA + HUECOS
C.3_Tipología constructiva
H.2_Tipo de vidrio
CUBIERTA
C.1_Elección del material de aislamiento
C.2_Elección del espesor de aislamiento
HUECOS
H.1_Elección del tipo de carpintería
H.3_Sombreado de huecos
FACHADA
F.1_Elección del material de aislamiento
F.2_Elección del espesor de aislamiento
F.3_Inercia térmica en fachdas
F.4_Tipología Constructiva
MÁS DE 70
ESTRATEGIAS PASIVAS
‐14000,00
‐12000,00
‐10000,00
‐8000,00
‐6000,00
‐4000,00
‐2000,00
0,00
2000,00
EPS 4cm
PUR 4cm
XPS 4cm
CORCHO 4cm
LR 13cm
EPS 13cm
PUR 13cm
XPS 13cm
CORCHO 13cm
FN LR 8cm, FS=CB
FN LR 10cm, FS=CB
FN LR 13cm, FS=CB
FS LR 8cm, FN=CB
FS LR 10cm, FN=CB
FS LR 13cm, FN=CB
F.Termoarcilla 29cm
FLV.1pie
FN=CB, FS: 1pie FLV
FS=CB y FN: 1pie FLV
F.Termoarcilla 29cm + LR4cm
F.Termoarcilla 29cm + LR13cm
F.Termoarcilla 29cm + FN LR13cm
F.Ventilada + LR4cm
FN. Ventilada + LR13cm
F.1.1 F.1.2 F.1.3 F.1.4 F.1.5 F.1.6 F.1.7 F.1.8 F.1.9 F.2.1 F.2.2 F.2.3 F.2.4 F.2.5 F.2.6 F.3.1 F.3.2 F.3.3 F.3.4 F.4.1 F.4.2 F.4.3 F.4.4 F.4.5
Energía embebida en la Fase de Fabricación y Transporte (kWh)
? Consumo Energético F. Construccion(kWh)
? Consumo Energético F. Transporte(kWh)
V.P
FACHADA
F.1_Elección del material de aislamiento
F.2_Elección del espesor de aislamiento
F.3_Inercia térmica en fachdas
F.4_Tipología Constructiva
‐20000,00
‐10000,00
0,00
10000,00
20000,00
30000,00
40000,00
50000,00
60000,00
70000,00
80000,00
EPS 4cm
PUR 4cm
XPS 4cm
CORC
HO 4cm
LR 13cm
EPS 13
cm
PUR 13
cm
XPS 13
cm
CORC
HO 13cm
FN LR 8cm, FS=CB
FN LR 10
cm, FS=CB
FN LR 13
cm, FS=CB
FS LR 8cm, FN=C
B
FS LR 10
cm, FN=C
B
FS LR 13
cm, FN=C
B
F.Term
oarcilla 29
cm
FLV.1pie
FN=C
B, FS: 1pie FLV
FS=C
B y FN
: 1pie FLV
F.Term
oarcilla 29
cm + LR4
cm
F.Term
oarcilla 29
cm + LR 1
3cm
F.Term
oarcilla 29
cm + FN LR1
3cm
F.Ven
tilada
+ LR4
cm
FN. V
entilada
+ LR1
3cm
F.1.1 F.1.2 F.1.3 F.1.4 F.1.5 F.1.6 F.1.7 F.1.8 F.1.9 F.2.1 F.2.2 F.2.3 F.2.4 F.2.5 F.2.6 F.3.1 F.3.2 F.3.3 F.3.4 F.4.1 F.4.2 F.4.3 F.4.4 F.4.5
Energía embebida en la Fase Construcción y Ahorrada en Fase Uso (kWh)
∆ Consumo Energético F. Construccion(kWh)
∆ Consumo Energético F. Uso(kWh)
V.P
‐12000,00
‐10000,00
‐8000,00
‐6000,00
‐4000,00
‐2000,00
0,00
2000,00
EPS 4cm
PUR 4cm
XPS 4cm
CORCHO 4cm
LR 13cm
EPS 13cm
PUR 13cm
XPS 13cm
CORCHO 13cm
FN LR 8cm, FS=CB
FN LR 10cm, FS=CB
FN LR 13cm, FS=CB
FS LR 8cm, FN=CB
FS LR 10cm, FN=CB
FS LR 13cm, FN=CB
F.Termoarcilla 29cm
FLV.1pie
FN=CB, FS: 1pie FLV
FS=CB y FN: 1pie FLV
F.Termoarcilla 29cm + LR4cm
F.Termoarcilla 29cm + LR13cm
F.Termoarcilla 29cm + FN LR13cm
F.Ventilada + LR4cm
FN. Ventilada + LR13cm
F.1.1 F.1.2 F.1.3 F.1.4 F.1.5 F.1.6 F.1.7 F.1.8 F.1.9 F.2.1 F.2.2 F.2.3 F.2.4 F.2.5 F.2.6 F.3.1 F.3.2 F.3.3 F.3.4 F.4.1 F.4.2 F.4.3 F.4.4 F.4.5
Peso materiales F. Construcción vs. Peso RCD no reciclable F. Demolición (Kg)
? Peso mat. No renov F. Construcción(Kg)
? Peso RCD No reciclable F. Demolición(Kg)
V.P
FACHADA
F.1_Elección del material de aislamiento
F.2_Elección del espesor de aislamiento
F.3_Inercia térmica en fachdas
F.4_Tipología Constructiva
‐20000,00
0,00
20000,00
40000,00
60000,00
80000,00
100000,00
C. EPS 4cm
C. PUR 4cm
C. XPS 8cm
C. XPS 10cm
C. XPS 13cm
C. EPS 13cm
C. PUR 13cm
C. Ventilada
Carp. Al. CRPT
Carp. Madera
Vidrio BE Sombra Sur hor. 40cm
Sombra Sur hor. 80cm
Madera + BE
Al CRPT + BE
C.1.1 C.1.2 C.2.1 C.2.2 C.2.3 C.2.4 C.2.6 C.3.1 H.1.1 H.1.2 H.2.1 H.3.1 H.3.2 H.4.1 H.4.2
Energía embebida en la Fase Construcción y ahorrada en Fase Uso (kWh)
? Consumo Energético F. Construccion(kWh)
? Consumo Energético F. Uso(kWh)
C.3_Tipología constructiva
H.2_Tipo de vidrio
CUBIERTA
C.1_Elección del material de aislamiento
C.2_Elección del espesor de aislamiento
HUECOS
H.1_Elección del tipo de carpintería
H.3_Sombreado de huecos
V.P
‐150000,00
‐100000,00
‐50000,00
0,00
50000,00
100000,00
150000,00
200000,00
F: 13cm + C: 13cm
FN:13cm + FS:4cm + C: 13cm
FN: 13cm + Madera +
BE
F:13 cm + Al.CRPT +
BE
FN40% FS20% + Al.CRPT
FN60% FS20% + Al.CRPT
FS40% FN20% + Al.CRPT
FS60% FN20% + Al.CRPT
F:13cm + C:13cm + Madera +
BE
F:13cm + C:13cm + Al. CRPT +
BE
FN:13cm + C:13cm + Al.CRPT +
BE
FN:13cm + C:13cm + Al.SRPT +
BE
FN:13cm + C:13cm + Al.SRPT
(+30%HS ‐30%HN) +
BE
FN:13cm + C:13cm + Al.CRPT (+30%HS ‐30%HN) +
BE
M.1.1 M.1.2 M.2.1 M.2.2 M.2.3 M.2.4 M.2.5 M.2.6 M.4.1 M.4.2 M.4.3 M.4.4 M.4.5 M.4.6
Energía embebida en la Fase Construcción y ahorrada en Fase Uso (kWh)
? Consumo Energético F. Construccion(kWh)
? Consumo Energético F. Uso(kWh)
V.P
0,0
5,0
10,0
15,0
20,0
25,0
30,0
LR 13cm
FN LR 13cm, FS=CB
F.Termoarcilla 29cm + LR13cm
C. XPS 13cm
Sombra Sur hor. 40cm
FN:13cm + FS:4cm + C: 13cm
FN: 13cm + Madera + BE
FS40% FN20% + Al.CRPT
Madera + BE
Al CRPT + BE
F:13cm + C:13cm + Madera + BE
FN:13cm + C:13cm + Al.SRPT (+30%HS ‐30%HN) +
BE
F.1.5 F.2.3 F.4.2 C.2.3 H.3.1 M.1.2 M.2.1 M.2.5 H.4.1 H.4.2 M.4.1 M.4.5
AMORTIZACIÓN (años)
V. P
0,00
100,00
200,00
300,00
400,00
500,00
600,00
LR 13cm
FN LR 13cm, FS=CB
F.Termoarcilla 29cm + LR13cm
C. XPS 13cm
Sombra Sur hor. 40cm
FN:13cm + FS:4cm + C: 13cm
FN: 13cm + Madera + BE
FS40% FN20% + Al.CRPT
Madera + BE
Al CRPT + BE
F:13cm + C:13cm + Madera + BE
FN:13cm + C:13cm + Al.SRPT (+30%HS ‐30%HN) +
BE
F.1.5 F.2.3 F.4.2 C.2.3 H.3.1 M.1.2 M.2.1 M.2.5 H.4.1 H.4.2 M.4.1 M.4.5
Ahorro anual en la Factura eléctrica (€/año)
V.P
“Resultados de aplicación del Método simplificado de sostenibilidad en EDEA”
Fase de Trasporte
TABLA T2 . CONSUMO ENERGÉTICO POR PARTIDA DE OBRA COMPLETAFASE DE
CONSTRUCCIÓN
e (m)Consumo
Energético (kWh)MEDICIÓN EDIFICIO
Ud. CIMENTACIÓN e (m)
m3Hormigón de limpieza H-20/B/40/IIa 0,15 6286,23 19,11
m3Hormigón armado HA-25/B/40/IIa en zapatas 0,50 26027,33 63,73
m3Hormigón armado HA-25/B/40/Ila en muros e=30 cm. 0,30 14353,91 36,82
m2SOLERA. HA-25, e= 15 cm #Ø6/15-15 0,15 2910,88 51,52
m3ENCACHADO e= 15 cm 0,15 618,24 51,52
50196,60
ESTRUCTURA e (m)
m2Forjado HA-25 vigueta autorresistente 25+5 0,30 73970,80 190,00
m2Losa Inclinada Hormigon Armado 0,15 7946,45 19,50
81917,25
Procedencia de datos: Base de Datos PR/PCT del ITeC.Puede consultarse libremente en www.itec.cat>metabase
TOTAL
TOTAL
Fase de Construcción
Energía embebida en el edificio
Objetivos
Método Resultados
Conclusiones
“Resultados de aplicación del Método simplificado de sostenibilidad en EDEA”
Fase ConstrucciónC. Energético Fabricación
(kWh)
Relación capítulos(%)
50197 19,49%81917 31,81%48928 19,00%29911 11,62%3235 1,26%
12702 4,93%10988 4,27%15990 6,21%3650 1,42%
257518 100,00%
AISLAMIENTO Y VIDRIOSOLADOS Y ALICATADOS
Capítulos de Obra
CIMENTACIÓNESTRUCTURAALBAÑILERÍA
CARPINTERIA INTERIOR Y EXTERIORCERRAJERÍAPINTURASTOTAL
CUBIERTA E IMPERMEABILIZACIÓN=82%
Consumo energético para la fabricación de los materiales y colocación en los Demostradores EDEA
Fase de Construcción
Energía embebida en edificio de OBRA NUEVA
Objetivos
Método Resultados
Conclusiones
“Resultados de aplicación del Método simplificado de sostenibilidad en EDEA”
Una envolvente bien diseñada y construida con criterios de vivienda pasiva, es la fórmula más sostenible y rentable para alcanzar los Objetivos 20-20-20 de eficiencia energética según D.2010/31:
• Relevancia del análisis a largo plazo ACV.
• Amortizaciones inferiores a 5 años
•
Menor impacto ambiental: reduciendo las necesidades energéticas de las
viviendas, largo plazo de Fase de Uso.
• Mayor calidad y confort interior. Menor mantenimiento y mayor durabilidad.
• Revalorización del inmueble
• Aplicable al parque edificios existente: rehabilitación energética.
Objetivos
Método Resultados
Conclusiones
Conclusiones:
“Resultados de aplicación del Método simplificado de sostenibilidad en EDEA”
REHABILITACIÓN
ENERGÉTICA
Conclusiones:
Objetivos
Método Resultados
Conclusiones
El crecimiento de las ciudades basado en un modelo extensivo no funciona:•
Insostenible: derroche de recursos, de energía, ocupación del suelo, infraestructuras necesarias, etc.
•Contaminación atmosférica: cambio climático, problemas de salud, catástrofes naturales.•Pérdida de valor cultural, social y urbano: falta de identidad, compacidad y
cohesión urbana; deslocalización usos; memoria de la ciudad.•Pérdida de calidad de vida, pobreza energética, etc.