Sostenibilidad en la Construcción: Edificios Ecológicos y Eficiencia Energética
¿Qué es la Sostenibilidad?
Sostenible: adjetivo. Dicho de un proceso: Que puede mantenerse por sí mismo, como lo hace, por ejemplo, un desarrollo económico sin ayuda exterior ni merma de los recursos existentes.
La Sostenibilidad consiste en la adaptación del entorno de los seres humanos a un factor limitante: la capacidad del entorno de asumir la presión humana de manera que sus recursos naturales no se degraden irreversiblemente.
Desarrollo sostenible es aquel que permite satisfacer nuestras necesidades actuales sin comprometer la capacidad de las generaciones futuras para satisfacer las suyas.
Principios básicos del desarrollo sostenible:
- Para una fuente de recursos renovable, no consumirla a una velocidad superior a la de su renovación natural.
- Para una fuente no renovable, no consumirla sin dedicar la parte necesaria de la energía resultante en desarrollar una nueva «fuente».
- Para un residuo, no generar más que aquél que el sumidero correspondiente sea capaz de absorber e inertizar de forma natural.
La sostenibilidad no es necesario que se justifique por el calentamiento global o la destrucción de la capa de ozono, ya que hay hechos totalmente incuestionables, como la destrucción de recursos naturales o la proliferación de vertederos. Además, hoy en día tenemos que aplicar criterios de sostenibilidad para cumplir directrices europeas y en España, el CTE.
Es un error habitual atribuir exclusivamente a la industria y a los sistemas de transporte, especialmente el automóvil, el origen principal de la contaminación.
El entorno construido es en gran medida culpable de dicha contaminación.
En la Unión Europea la construcción de edificios consume aproximadamente el 40 % de los materiales, genera el 40 % de los residuos y consume el 40 % de la energía primaria.
Puesto que el consumo de lo que entendemos por sector residencial supone en torno al 22 % en economías suficientemente desarrolladas como la española, podemos imputar el otro 18 % a la primera parte del ciclo de vida de un edificio:
- Obtención y transporte de materias primas
- Obtención y transporte de materiales constructivos
- Proceso de construcción
- Proceso de derribo y reciclaje o retirada de escombros
Los edificios, una vez construidos, continúan siendo una causa directa de contaminación por las emisiones que se producen en los mismos o el impacto que ejercen sobre el territorio y por el consumo de energía y agua.
No podemos obviar los costes ecológicos que suponen tanto la extracción de los recursos minerales como la deposición de los residuos originados. La construcción y el derribo de los edificios originan una gran cantidad de residuos.
Estos datos nos hablan de un sector insostenible.
Por otro lado, muchos edificios modernos crean atmósferas interiores insalubres y/o peligrosas para sus ocupantes, y en una parte significativa de los edificios nuevos o rehabilitados aparece el denominado «síndrome del edificio enfermo».
Construcción Sostenible
La arquitectura nace de los tres hechos arquitectónicos recogidos en el tratado de Vitrubio: FIRMITAS, UTILITAS y VENUSTAS. Así un edificio deberá cumplir lo siguiente:
- Debe ser resistente
- Debe proporcionar un buen grado de aislamiento frente a los agentes exteriores
- Debe ser seguro
- Debe estar preparado para resolver los problemas para los que ha sido diseñado.
A esta triada diversos autores proponen añadir un cuarto ideal, RESTITUITAS, o renovación, entendiendo que las edificaciones deben realzar el entorno inmediato y global, en un sentido tanto ecológico como visual.
La Construcción sostenible se puede definir como aquella que, con especial respeto y compromiso con el Medio Ambiente, implica el uso sostenible de la energía. La construcción sostenible tendrá en cuenta los efectos que produce en las personas que la llevan a cabo y en los que vivirán en las edificaciones.
Entre otros, estos se podrían considerar principios de la construcción sostenible:
- Integración con las características ambientales del entorno
- No es más costosa económicamente
- Ahorra recursos, uso preciso de los materiales según sus características
- Ahorra energía. Estudio y utilización de las fuentes de energía (renovables y no renovables) disponibles en el sitio
- Gestión de los residuos en fase de construcción y funcionamiento
- Incrementa la calidad a nivel de confort de los usuarios.
Integración con las Características Ambientales del Entorno
Este punto tiene que ver con el diseño, con la arquitectura sostenible.
El respeto por el entorno implica analizar y respetar los preexistencias: el agua, la tierra, la flora, la fauna, el paisaje, lo social, lo cultural… Conocer el clima, el soleamiento, el viento, la latitud, la pluviosidad, la temperatura…
No más Costosa Económicamente
Si la solución constructiva es sensiblemente más gravosa que las soluciones empleadas habitualmente, el promotor no la considerará.
Ahorra Recursos, Uso Preciso de los Materiales Según sus Características
El ahorro de recursos lo podemos lograr de las siguientes maneras:
- Promoviendo la conservación de recursos, mediante un uso eficiente de los mismos.
- Reutilizando los recursos.
- Utilizando recursos reciclables y renovables en la construcción.
Se tratará de incrementar la vida de los productos utilizados, durabilidad.
Tenemos que analizar la gestión del ciclo de vida de las materias primas utilizadas, desde la extracción de las materias primas hasta el final de su vida.
El proceso de fabricación de los materiales de construcción, así como de los productos de los cuales muchos están formados, ocasiona un impacto ambiental.
Lo que se pretende con la aplicación de los criterios de la construcción sostenible es la construcción de edificios con una disminución de estos materiales y evitar, siempre que sea posible, la utilización de sustancias que al final de su ciclo de vida, originen residuos peligrosos.
Cabe destacar la madera, recurso natural renovable, que consume poca cantidad de energía en su proceso de transformación como material de construcción.
El impacto ambiental debido al transporte de los materiales supone un coste indirecto en términos de contaminación en cuanto a las emisiones de CO2
Real Decreto 105/2008, de 1 de febrero, por el que se regula la producción y gestión de los residuos de construcción y demolición.
Real Decreto 47/2007, de 19 de enero, por el que se aprueba el Procedimiento básico para la certificación de eficiencia energética de edificios de nueva construcción.
Normativa autonómica y ordenanzas municipales.
Ahorra Energía. Estudio y Utilización de las Fuentes de Energía (Renovables y No Renovables) Disponibles en el Sitio
La definición de arquitectura sostenible se ha entremezclado con la denominada arquitectura bioclimática, aquella que, a través de las estrategias adecuadas, consigue un ahorro sustancial en el consumo energético de la vivienda.
La construcción sostenible plantea una actuación lógica; primero minimicemos las necesidades energéticas a través de las denominadas estrategias pasivas. A continuación empleando equipos que consuman menor cantidad de energía ofreciendo el mismo servicio, la llamada eficiencia energética. Por último, para las necesidades que a buen seguro existirán, usemos energías renovables. En definitiva: Ahorro + Eficiencia + Energías renovables.
La implantación de los edificios juega un papel fundamental en el consumo de energía.
Aspectos en la construcción de edificios para un uso eficiente de la energía y de su conservación:
- Aislamiento y ventilación;
- Sistemas de control de la energía en los edificios y otros controles automáticos;
- Control por ordenador de la iluminación, temperatura y condiciones climáticas;
- Desarrollo en aplicaciones de baja energía y tecnologías limpias;
- Fuentes de energía renovable;
- Diseño basado en un consumo bajo de energía y planificación para una eficiencia energética
Incrementa la Calidad a Nivel de Confort de los Usuarios
Los edificios con más elementos naturales y menos artificiales son mejores. La construcción sostenible debe crear un ambiente saludable y no tóxico en los edificios. El mantenimiento de un ambiente interior saludable y de la calidad de los ambientes urbanizados se llevará a cabo a través de la utilización de materiales con bajas emisiones tóxicas, una ventilación efectiva, una compatibilidad con las necesidades de los ocupantes, previsiones de transporte, seguridad y disminución de ruidos, contaminación y olores.
Se pueden considerar los siguientes aspectos en cuanto a la calidad del ambiente interior:
- Caracterizar las fuentes de contaminación y los elementos contaminantes del aire.
- Emplear la ventilación natural.
- Optimización de los equipos de ventilación.
- Favorecer la iluminación natural.
- Buscar la calefacción y la refrigeración natural.
Edificios Sostenibles
A partir de la información anterior, se podrían enumerar a grandes rasgos los requisitos que deberían cumplir los edificios sostenibles:
- Consumir una mínima cantidad de energía y agua a lo largo de su vida;
- Hacer un uso eficiente de las materias primas (materiales que no perjudican el medio ambiente, materiales renovables y caracterizados por su desmontabilidad);
- Generar unas mínimas cantidades de residuos y contaminación a lo largo de su vida (durabilidad y reciclabilidad);
- Utilizar un mínimo de terreno e integrarse correctamente en el ambiente natural;
- Adaptarse a las necesidades actuales y futuras de los usuarios (flexibilidad, adaptabilidad y calidad del emplazamiento);
- Crear un ambiente interior saludable.
1.1. La Ciudad del Movimiento Moderno
Los arquitectos del movimiento moderno fueron los primeros que mostraron su preocupación de que las viviendas fueran soleadas. Diversos arquitectos, como Walter Gropius plantan barrios funcionales, analizando el soleamiento, colonia Dammerstock, cerca de Karlsruhe (1927). Cuatro ideas básicas:
- La clara distinción entre el trazado viario y la traza de los edificios, “en peine”.
- Colocación de los bloques de casas en línea sobre un área verde, a distancia entre sí calculada con relación a su altura.
- La concentración de los servicios colectivos.
- La concepción seriada del montaje constructivo.
En 1926 Le Corbusier recoge la filosofía básica de la Ciudad Funcional, formulada en los “5 Puntos de la Arquitectura Moderna”.
- Los «pilotis».
- La terraza-jardín.
- La planta libre.
- La ventana longitudinal.
- La fachada libre.
Desde el punto de vista de la sostenibilidad.
- Los pilotis exponen a la edificación a una mayor pérdida energética y se pierde la capacidad de regulación térmica del terreno.
- La terraza jardín, aportación muy interesante desde el punto de vista sostenible, pero su uso indiscriminado en cualquier latitud no es adecuado.
- La planta libre, se reduce el espesor de los muros perimetrales, con la consiguiente reducción de la inercia térmica.
- Ventanas horizontales. Estudiar las proporciones del hueco.
- La fachada se debería diseñar en relación a su orientación.
Urbanismo, plantea la división de las ciudades de acuerdo con el uso. La funcionalidad se lleva casi al extremo. Aparecen 3 zonas principales diferenciadas, la zona de habitar, la zona de trabajo, la zona de intercambio.
2. Consecuencias de la Urbanización Sobre el Territorio. La Huella Ecológica
2.1. Consecuencias de la Urbanización Sobre el Territorio
- Sobre el aire: La atmósfera de las ciudades está llena de contaminantes que repercuten en la salud de los ciudadanos.
- Sobre el agua: En la ciudad se sobreexplotan los acuíferos subterráneos, se despilfarra el agua de lluvia, se altera la capacidad de absorción de los suelos, se elimina la cubierta vegetal, y se produce un gran volumen de aguas residuales
- Sobre el suelo y el subsuelo: Se han producido un agotamiento de los nutrientes del suelo en algunas zonas y un exceso de éstos en otras. Hay suelos contaminados.
2.2. Huella Ecológica
Huella ecológica: Año 1996 Rees y Wackernagel: cantidad de territorio de planeta que consume una determinada cantidad de población para vivir conforme a su grado de desarrollo.
Huella ecológica = suelo suministros urbanos + suelo desechos urbanos
Suministros:
- Suelo para cultivos, ganadería, verduras y frutas
- Suelo para el consumo de energía fósil
- Suelo para el consumo de agua
- Suelo para es suministro de oxígeno procedente de bosques
Desechos
- Suelo para absorber el CO2 urbano
- Suelo para los residuos sólidos urbanos
- Suelo para los residuos líquidos
Es conveniente controlar la huella ecológica, para:
- Controlar la localización de la población.
- Frenar la erosión del suelo
- Optimizar la eliminación de residuos sólidos, líquidos y gaseosos.
3. Urbanismo Sostenible
El Urbanismo Sostenible debe adecuar los trazados urbanos a las condiciones singulares del clima y del territorio, de este modo cada situación geográfica va a generar un urbanismo característico y diferenciado con respecto a otros lugares.
“A cada lugar, una planificación”
Urbanismo Sostenible, aspectos para que el desarrollo no comprometa la superviviencia de las generaciones futuras:
- Sostenibilidad medioambiental: El urbanismo ha de provocar la menor alteración del ecosistema en el que se inserta.
- Sostenibilidad económica: El proyecto ha de ser económicamente viable.
- Sostenibilidad social: Debe responder a las demandas sociales, mejorando la calidad de vida de la población, y asegurando la participación ciudadana en el diseño del proyecto.
3.1. Planeamiento Urbanístico Sostenible
El planeamiento urbanístico sostenible estará encaminado a conseguir:
- El equilibrio entre desarrollo urbano y la conservación del suelo destinado a otros usos.
La planificación urbana debe estudiar y considerar el terreno. Calles adaptadas a la topografía.
- La conservación del suelo, de los ecosistemas y de los entornos naturales: CIUDAD DIFUSA frente a CIUDAD COMPACTA.
- Reducir las distancias de traslado entre vivienda, trabajo y equipamientos y, a su vez, promover el desplazamiento en transporte colectivo, a pie o en bicicleta.
- Creación de zonas verdes destinadas al ocio.
- Trazado de calles, de parcelas y de manzanas bien orientado
- Tipología edificatoria diversa y adecuada a las condiciones de sol y viento del lugar.
- Búsqueda de ahorro energético, del agua y de los recursos.
Estudio de ciclo de agua, recogida del agua de lluvia para su empleo en riego…
- Correcta gestión de los residuos.
- Minimizar el impacto acústico.
- La participación de los usuarios es imprescindible para un buen diseño, planificación, ejecución y la posterior gestión.
1.1. Principales Pautas de Diseño de Edificios
El diseño sostenible es el resultado de la aplicación racional de conceptos relacionados con confort, clima y transferencia de energía entre el interior de la vivienda y un conjunto de sistemas, fundamentalmente el exterior del edificio. Estas variables son:
- Variables del entorno
- Variables de habitabilidad
- Variables constructivas de la edificación
Aparte de la perspectiva energética, la arquitectura sostenible engloba aspectos tales como el estudio de todos los procesos constructivos hasta el final de su vida útil, estudio de los materiales usados (toxicidad, procedencia o posibilidad de reciclaje), así como el confort de los usuarios.
1. Variables del entorno
Las variables del entorno se refieren a las variables ligadas a la situación geográfica de la región y otros fenómenos relacionados con el medio en el que está la edificación.
2. Variables de habitabilidad
El cuerpo humano es un sistema termodinámico y como tal emite calor, y puede variar dependiendo de la actividad que se desempeñe. Hay una unidad para cuantificar la actividad metabólica, met, que ronda los 100 W. La resistencia que ejerce la vestimenta es de suma importancia. Las instalaciones que se utilizan también modifican el comportamiento térmico del edificio.
3. Variables constructivas de la edificación
Características físicas de la edificación: el tipo de cerramientos, forjados y cubiertas, dimensión de ventanas, los vidrios empleados, la orientación de la construcción, la calidad de las superficies y el color empleado, entre otras.
2. Estudio del Entorno de la Edificación
La totalidad de los sistemas sostenibles se basan principalmente en el aprovechamiento o protección de la radiación solar y de los procesos convectivos naturales. Debemos considerar la ubicación concreta, la forma y la orientación del edificio en función de las condiciones climáticas del lugar.
2.1. Orientación. Soleamiento
Necesidad de incorporar a nuestros edificios espacios habitables con iluminación natural.
La primera condición es el conocimiento de la posición del sol a lo largo del año, parámetro variable que depende de la latitud y del día que tomemos en consideración.
La distancia de la tierra al sol es variable. El recorrido lo realiza en un plano, desarrollando una trayectoria elíptica llamada eclíptica. El plano que contiene esta trayectoria, plano de la eclíptica, forma con el plano del ecuador celeste un ángulo de 23º 27´.
Se ha aceptado por convenio una representación en la que la tierra ocupa el centro de la bóveda celeste y es el sol el que gira entorno a ella, para plasmar más fácilmente las coordenadas solares.
Los datos que obtenemos son: las coordenadas horizontales, que se miden sobre el plano del horizonte del lugar (plano tangente a la superficie de la tierra en ese punto):
Altura solar (h): ángulo que forma un rayo solar con el plano del horizonte.
Acimut (A): desplazamiento del plano vertical que contiene el sol con relación a su posición al mediodía medida sobre el plano del horizonte.
Carta solar cilíndrica.
La correcta orientación de la edificación repercute significativamente en un edificio.
La orientación sur será la de mayor aprovechamiento solar en invierno y el ángulo de incidencia de la radiación en un muro orientado al sur es el adecuado a lo largo del año.
2.2. Ubicación.
La ubicación nos define las condiciones climáticas concretas de la zona, y la relación del edificio con su entorno inmediato.
La vegetación permite reducir la penetración de calor hacia el interior de la edificación y dispersar el calor acumulado durante el día.
También se pueden utilizar elementos de protección solar separados de la pared para permitir la transferencia de calor por convección y evitar estratificaciones.
Elementos de control solar, aleros y partesoles.
Asimismo deben analizarse las rosas de los vientos.
3. Sistemas Activos y Pasivos.
Los sistemas activos son aquellos que precisan de un aporte de energía auxiliar no renovable y/o sistemas de control automático.
Los sistemas solares pasivos transportan la energía captada mediante flujos térmicos naturales de conducción, convección o radiación. Si un pequeño porcentaje de la energía usada para el transporte proviene de un sistema activo, podemos seguir llamando a estos sistemas pasivos.
Los sistemas pasivos deben estar integrados dentro del edificio, ser parte de su diseño. La mayoría de estos sistemas solamente son capaces de calefactar o refrigerar, así deben buscarse estrategias para que puedan coexistir ambos, sin que las soluciones para calefactar un edificio produzcan sobrecalentamientos.
4. Sistemas Pasivos para las Condiciones de Invierno.
La arquitectura sostenible se fundamenta en tres pilares:
- Captación de la energía
- Acumulación
- Distribución
Si falla uno de ellos se derrumba la estructura sostenible.
4.1. SISTEMAS DE CAPTACIÓN SOLAR
La captación de energía calorífica se puede realizar con el uso de dispositivos mecánicos diseñados para este fin o mediante sistemas pasivos.
El más importante de estos recursos es la radiación solar. La condición para que dicha masa sea aprovechable para acumular energía es que se encuentre dentro de la envolvente de aislante del edificio.
El total de masa encuadrada en el interior de la capa aislante se conoce como masa de inercia del edificio y es uno de los factores a tener en cuenta en su diseño. Clasificación de los sistemas de captación
Una posible clasificación se basa en la forma en que se realiza:
- Directa: la energía penetra en el edificio al incidir sobre su envolvente.
- Retardada: Existe un periodo prolongado de tiempo entre el momento en que la energía incide en el edificio y el que se aprovecha la misma.
Los sistemas son una mezcla de estas dos formas, prevaleciendo una de las dos, así si consideramos también la posibilidad de controlar la convección, tenemos la siguiente clasificación:
- Sistema de captación directa
- Sistema de captación retardada por acumulación
- Sistema de captación directa con lazo convectivo
- Sistema de captación directa con acumulación y lazo convectivo
La captación directa se limita a disponer de superficie acristalada bien orientada.
La captación directa puede ser a través del techo, mediante el uso de claraboyas, lucernarios o atrio acristalados.
Captación retardada por acumulación: mediante elementos opacos a la radiación solar, horizontales o verticales, que la recogen y acumulan. Los elementos horizontales reciben más horas de luz pero los verticales reciben el sol en un ángulo más perpendicular, sobre todo en invierno (fachada sur, que además recibe mas o menos las mismas horas que la cubierta), por lo que son más ventajosos. El calor se transfiere al interior por conducción.
El sistema horizontal, calentamiento por el techo, no resulta muy confortable, ni la distribución del calor muy efectiva, el aire caliente se estratifica en el techo.
La captación directa con lazo convectivo mejora la distribución del aire captado. Necesita de un espacio intermedio, donde se produce la captación, y un elemento que lo separe del espacio a calefactor con aberturas para facilitar el movimiento del aire.
Galerías solares o invernaderos.
Sistema de captación directa con acumulación y lazo convectivo, da lugar a uno de los sistemas solares mas populares, el muro Trombe.
Este sistema es un invernadero de dimensiones mínimas.
Funcionamiento de un muro Trombe. El muro Trombe consiste en un muro másico colocado detrás de un vidrio transparente, de modo que se produce un efecto invernadero en el estrecho espacio entre ambos.
La energía penetra en la estancia de dos formas, la primera es por flujo directo de aire, por convección natural. La segunda forma se produce a través del muro, lo que permite otorgar un cierto retraso en esta entrega de energía, aumentando la eficiencia del sistema (entregará la energía cuando hace más falta y no en las horas más calurosas).
La temperatura de trabajo de un muro Trombe oscila en la horquilla entre 50 y 70ºC. Esto puede producir problemas de sobrecalentamiento en verano, por lo que se le debe dotar de las protecciones solares (aleros) adecuadas de forma que no estén soleadas en verano. Conviene permitir la apertura total o parcial en la época estival.
La superficie del muro debe presentar un color oscuro y una textura rugosa para facilitar la captación de la radiación solar.
Posibles inconvenientes a tener en cuenta.
Posibles sobrecalentamientos en zonas con ganancia solar,
Los muros tromba se disponen en el sur: problema con la disposición de las ventanas.
Atención a la orientación: La orientación óptima es sur, pero las orientaciones E y O no son adecuadas, ya que las mayores captaciones son en verano y las mínimas en invierno.
Es un muro pesado (cargas a la estructura) y con un color oscuro, integración estética.
4.2. ACUMULACIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE LA ENERGÍA
Sistemas acumulativos pasivos
Debido a la variabilidad climática debemos acumular la energía térmica.
Algunas formas de acumulación de energía:
Inercia térmica.
La forma más común de acumulación de energía es calentando o enfriando una masa. La energía térmica acumulada dependerá además de la diferencia de temperaturas.
Calor latente
Esta forma de acumulación consiste en utilizar dispositivos que aprovechan el calor latente que utiliza una sustancia al cambiar de estado para acumular la energía, que devuelven posteriormente al ambiente tras volver a su estado inicial. Materiales de cambio de fase.
Algunos elementos de acumulación:
Muros de agua
Hay diseñados recipientes de plástico negro que contienen agua en su interior. Los destinados a interior, suelen ser columnas de agua o muros insertados en una estructura metálica. Los destinados a cubiertas son sacos de plástico fino. Deben ser tapados por la noche para evitar pérdidas indeseadas y hacer el sistema más eficiente.
Lechos de grava
La acumulación se hace a través de una corriente de aire que transporta la energía sobrante, que pasa por el lecho de piedra.
Sistemas de distribución pasivos
Lo más adecuado es tener el máximo número de espacios habitables al Sur, pero no siempre va a ser posible.
Una vez distribuida la prioridad de espacios habitables deberá ser considerada la posibilidad de transmisión de flujos de calor entre los distintos espacios.
Otros sistemas de distribución de la energía funcionan por aberturas entre los muros que favorecen la convección natural entre los espacios.
El lecho de grava también distribuye el calor.
5. Sistemas Pasivos para las Condiciones de Verano.
Diseñar para los condiciones de verano es más complicado que para las condiciones de invierno, no existen fuentes naturales de refrigeración como alternativa al sol. Pero aún es más complicado si lo hacemos para cumplir las condiciones de verano e invierno.
El esquema empleado para el invierno (captación, acumulación y distribución) no tiene sentido. En verano no captamos energía frigorífica, eliminamos el sobrecalentamiento, y a lo sumo, introducimos frescor exterior mediante ventilación.
Ante el sobrecalentamiento tenemos dos opciones:
- Estrategia de reducción del sobrecalentamiento (proteger al edificio de la radiación solar)
- Estrategias de eliminación del sobrecalentamiento (sustituir el aire interior por aire exterior menos caliente)
De este modo:
- Medidas preventivas:
a. Para los huecos acristalados: (elemento más sensible, por donde puede penetrar más cantidad de energía)
- Orientación del hueco
- Sombreamiento del hueco
- Uso de vidrios especiales
b. Para la cubierta (segunda zona a considerar, por ser donde se recibe más horas de insolación):
- Ventilación
- Cubierta vegetal
c. Para las fachadas (aunque son los elementos menos débiles, tienen gran superficie):
- Color
- Sombreamiento
- Ventilación
- Recubrimiento vegetal
- Medidas de eliminación
a. Ventilación
Ventilación
Las medidas preventivas tienen que prevalecer sobre las de eliminación.
La ventilación de una estancia proporciona refrigeración a través del recambio de aire. Es necesario que la temperatura del aire exterior sea menor que la del aire interior. Las técnicas de ventilación natural, pueden ser:
- Ventilación natural pura:
- Directa
- Cruzada
- Ventilación forzada natural:
- Recalentamiento en fachada (fachada ventilada)
- Recalentamiento en cubierta (cubierta ventilada)
- Chimenea térmica de extracción (chimenea solar)
- Chimenea de viento de inducción
Ventilar implica renovar el aire de un lugar, medida higiénica.
Chimenea solar.
Generan movimiento del aire del interior hacia el exterior. Con el sol calientan la superficie interna de la chimenea, creándose un flujo ascendente, “efecto de cañón” de la chimenea.
Chimenea de viento
Es un sistema que ayuda a la ventilación del edificio aprovechando los vientos dominantes de la zona, de dos formas: al capturar el viento o creando una zona de baja presión en la parte superior de la torre.
5.1. Sistemas de Enfriamiento Pasivos
Como posible clasificación:
- Enfriamiento evaporativo
- Enfriamiento radiante (sumidero, la bóveda celeste)
a. Cubiertas
b. Patios
- Enfriamiento conductivo (sumidero, el terreno)
a. Superficies frías
b. Construcciones enterradas
- Enfriamiento convectivo (sumidero, el aire)
a. Conductos enterrados
b. Ventilación nocturna
ENFRIAMIENTO EVAPORATIVO
Proceso adiabático, no altera el cómputo de energía en un ambiente. El cambio de fase del agua está acompañado por la absorción del calor latente necesario, calor que es sustraído del aire cercano a la superficie de contacto disminuyendo su temperatura.
La refrigeración evaporativa puede producirse de modo natural sin la ayuda de impulsores. Esta refrigeración puede así mismo ser directa (un estanque o fuente) o
ENFRIAMIENTO RADIANTE
Se basa en el intercambio de calor por radiación. Un sumidero de calor radiante es la bóveda celeste, cuanto más limpia, mejor.
Cubiertas
Cubierta fría. En el enfriamiento radiante, uno de los factores clave es la superficie expuesta al sumidero de calor (el cielo) y el techo es el elemento de la envolvente que “ve” el cielo.
Patios
El efecto anterior de enfriamiento puede ser acumulado en el aire. El aire debe ponerse en contacto con una superficie fría, previamente enfriada por radiación. Posteriormente se almacena en un patio para ceder su frescor a las habitaciones que lo rodean.
ENFRIAMIENTO CONDUCTIVO
Se produce cuando los cuerpos pierden calor por conducción. Es necesario contar con superficies frías en torno a alguno de los cerramientos.
Construcciones enterradas
En la época veraniega, la temperatura del suelo es considerablemente menor que la temperatura ambiente. Las variaciones estacionales de la temperatura del suelo bajan con la profundidad, con el contenido de humedad y con la conductividad del propio suelo. La disipación de calor al suelo se puede conseguir por conducción o por convección. Una técnica de enfriamiento por conducción es aumentar la superficie de la envolvente del edificio en contacto con el suelo.
ENFRIAMIENTO CONVECTIVO
El enfriamiento convectivo se alcanza empleando masas de aire frío.
Conductos enterrados
Similar al enfriamiento conductivo, respecto al terreno, consiste en enterrar una tubería, a cierta profundidad, introduciendo aire preenfriado en el edificio.
Otros sistemas incluyen el uso de un lecho de grava, con aire previamente enfriado con enfriamiento nocturno (o calentado en periodo invernal con el aire de un invernadero). Este depósito va cediendo energía (o almacenándola en verano).
Ventilación nocturna
En las noches de verano la temperatura del aire suele ser lo suficientemente baja para ser confortable. Si la vivienda se ventila y la edificación es suficientemente masiva las paredes se enfriarán y mantendrán la temperatura durante el día (efecto de pared fría).
6.2. ACV. Definición y objetivos
El Análisis de Ciclo de Vida, permite evaluar e identificar, desde un punto de vista ambiental los problemas y puntos críticos asociados a un proceso global productivo, ya sea la elaboración de un producto o la valoración de un proceso concreto.
El LCA presenta un enfoque global, “desde la cuna hasta la tumba”, del impacto ambiental asociado a una cierta actividad humana.
Definición del ACV, internacionalmente conocido como LCA (Life Cycle Assessment) por el SETAC (Society of Enviromental Toxicology and Chemistry): “un proceso objetivo para evaluar las cargas ambientales asociadas a un producto, proceso o actividad identificando y cuantificando el uso de materia y energía, y los vertidos al entorno; para determinar el impacto que ese uso de recursos y esos vertidos producen en el medio ambiente, y para evaluar y llevar a la práctica estrategias de mejora ambiental. El estudio incluye el ciclo completo del producto, proceso o actividad, teniendo en cuenta las etapas de extracción y procesado de materias primas; producción, transporte y distribución; uso, reutilización y mantenimiento, y reciclado y disposición del residuo”.
En la ISO 14040, se define el ACV como: “Etapas consecutivas e interrelacionadas del sistema del producto desde la adquisición de materias primas o generación de recursos naturales hasta su eliminación final”
Además del ACV, otras herramientas de gestión y evaluación ambiental son:
− Auditoría Medioambiental: analiza las actividades económicas individuales.
Estudio de Impacto Ambiental: analiza los impactos ambientales de inversiones y proyectos en localizaciones específicas.
− Evaluación de tecnologías: Evalúa antes de su aplicación, aspectos relevantes de futuras tecnologías.
− Análisis de riesgos: analiza posibles accidentes de una instalación.
− Análisis de flujo de sustancias: analiza los flujos y acumulaciones de una sustancia. El análisis cubre tres ámbitos relacionados entre sí: el económico, el ambiental y el sustrato.
− Análisis de recursos: evalúa la cantidad de materia y/o de energía que se usa en un sistema de producción a lo largo de su ciclo de vida.
El ACV sirve para:
Identificar puntos de mejora de las cualidades ambientales de un producto.
Ordenar y aportar información para la toma de decisiones, empresariales o administrativas.
Seleccionar indicadores ambientales
Comparar tanto productos como procesos.
El ACV no sirve para:
Realizar auditorias ambientales, estudios de impacto ambiental, análisis de riesgos, de recursos, evaluación de tecnologías,…
Comparar mediante una sola puntuación diversos productos o procesos.
6.3. Normativa
La normativa que rige el Análisis del Ciclo de Vida de productos y sistemas viene recogida en las normas europeas UNE EN ISO 14040:2006 a 14044:2006.
La UNE EN ISO 14040:2006. Gestión ambiental. Análisis de ciclo de vida. Principios y marco de referencia. Recoge los principios fundamentales en todo ACV.
Recoge:
Descripción del análisis del Ciclo de Vida Principios del ACV Fases de un ACV Características esenciales de un ACV Conceptos generales del sistema
Marco de Referencia metodológico Requisitos generales Definición del objetivo y del alcance Análisis del inventario del ciclo de vida (ICV) Evaluación del impacto del ciclo de vida (EICV) Interpretación del ciclo de vida
Informes
Revisión crítica
La UNE EN ISO 14044:2006. Gestión ambiental. Análisis de ciclo de vida. Requisitos y directivas. Esta normativa realiza un análisis exhaustivo de los requisitos de un ACV.
Las ecoetiquetas y las declaraciones ambientales surgen como herramientas que permiten definir el impacto con el medio ambiente de un producto o servicios.
6.4. Metodología ACV
La metodología que rige todo análisis de ciclo de vida, sigue las fases que a continuación se reflejan:
− Definición de objetivos y alcance
− Análisis del Inventario
− Evaluación del Impacto
− INTERPRETACIÓN
1) Definición de objetivos y alcance
− Razones para la realización del Estudio
− Información que se espera obtener
− Utilización prevista de la información (interna, externa)
− Destinatario del informe A continuación es preciso definir el alcance del estudio, ya que podría ser inacabable por su extensión:
− Funciones del sistema
− Unidad funcional
− Sistema que se estudiará y sus límites
− Procedimientos utilizados en la asignación de cargas
− Tipos de impacto y metodología usada en la fase de evaluación de impacto.
Funciones del sistema
Son los cometidos para los que el sistema ha sido diseñado.
Unidad funcional
La norma ISO 14040 define la unidad funcional como la “cuantificación de la función de un sistema del producto, servicio o actividad, que se utiliza como unidad de referencia en el estudio de ACV”, es decir, que se trata de un “conjunto de procesos unitarios conectados material y energéticamente que realizan una o más funciones definidas”.
La unidad funcional debe:
− Estar claramente definida.
− Ser mesurable.
− Ser coherente con el objetivo y alcance del proyecto.
− Servir de base para la normalización de todos los datos, tanto de entrada como de
salida.
Sistema que estudiará y sus límites
El sistema es el conjunto de procesos unitarios o subsistemas, que realizan una función definida.
Límites del sistema:
Los límites del sistema fijan los procesos y etapas del estudio que se van a considerar en el estudio. Resulta fundamental reflejar claramente los criterios seguidos para limitar su alcance.
Procedimientos utilizados en la asignación de cargas
Es posible que se estudien sistemas que desarrollan más de una función, o produzcan más de un producto.
Siempre que se pueda se evitará la asignación.
Si se realiza una asignación se establecerá una relación causal entre entradas y salidas y productos. Si no es posible, se buscará algún criterio objetivo.
Tipos de impacto y metodología usada en la fase de evaluación del impacto
No existe una metodología única para realizar la fase de evaluación de impacto. Debe decidirse cuáles categorías de impacto se van a estudiar.
Requerimientos de calidad de datos
Una de las mayores dificultades es encontrar los datos adecuados.
La definición de estos datos es función de diversos parámetros tales como: − Procedencia geográfica − Temporalidad − Tecnología utilizada en el proceso − Precisión y representatividad − Fuente y representatividad de la fuente − Consistencia y reproducibilidad de los métodos usados en el ACV − Variabilidad e incertidumbre de la información y métodos.
2) Análisis del inventario
El análisis del inventario es fundamentalmente el balance de materia y energía del sistema.
Es la fase de recopilación de datos y la realización de cálculos para cuantificar las entradas y salidas de energía, materias primas, emisiones, etc.
De la misma manera se incluirán procesos como el transporte del producto hasta los consumidores.
La recogida de datos de inventario se muestra como una etapa larga, que más tiempo y recursos consume en la elaboración del ACV. Los datos se pueden obtener de medidas directas, documentos publicados previamente, fuentes electrónicas o bases de datos.
3) Evaluación del impacto
El LCI (Inventario del Ciclo de Vida) da un listado de recursos energéticos y minerales y de
emisiones, al aire, al agua y al suelo. La Evaluación del Impacto del Ciclo de Vida (LCIE) permite una interpretación científica y estructurada del LCI:
− Se identifican las partes del sistema que influyen más en el resultado final y que deben ser estudiadas más profundamente − Normalmente se habla de impactos ‘potenciales’. − Se evalúa en diversas categorías de impacto − Se divide a su vez en 4 fases: Clasificación, Caracterización, Normalización, Valorización.
Clasificación
− Las cargas ambientales del sistema se asignan a las distintas categorías de impacto según el tipo de efecto ambiental esperado.
− Las categorías se agrupan dentro de las áreas establecidas según método elegido
Caracterización
La caracterización implica la aplicación de modelos para obtener un indicador ambiental en cada categoría de impacto, unificando a una única unidad de referencia todas las sustancias clasificadas dentro de cada categoría, mediante el empleo de factores de caracterización de peso o equivalencia.
Unidad de Daño Potencial (UDP). Es la unidad de referencia de cada categoría de impacto.
Factor de Caracterización (FC): establece el daño que una determinada acción ejerce sobre la categoría de impacto en función de su UDP.
Daño potencial total (DPT)
Normalización
La normalización consiste en una serie de técnicas para evaluar los impactos que inicialmente pudieran parecer muy significativos en la caracterización, pero que al considerar el impacto global resulten despreciables.
Usualmente cada método de evaluación de impactos aplica distintos factores de normalización a las categorías de impacto consideradas en dicho método.
Esta valoración o ponderación entre categorías no siempre es posible.
Valoración
En esta fase se evalúa cualitativa o cuantitativamente la importancia relativa de las distintas categorías de impacto.
4) Interpretación
Obtención de conclusiones básicas sobre el proceso analizado, para tomar las decisiones que de ellas se deriven.
Identificamos las etapas críticas a lo largo de todo el proceso en cuanto al impacto ambiental y a las etapas del ciclo de vida del producto o actividad objeto de análisis, para elaborar estrategias de mejora dirigidas a la reducción de las cargas ambientales asociadas.
7. Certificación de la sostenibilidad de edificios
7.1. Introducción
Necesidad de certificación. Definiciones: Evaluación: Puntuación o resultado relativo a la aplicación de una norma o a un proceso de
valoración global.
Certificación: Documento en que se asegura la verdad de un hecho. Validación de los resultados de la evaluación. Criterios, créditos: Permiten caracterizar un edificio mediante un aspecto específico. Cargas ambientales: Uso de recursos y producción de residuos, olores, ruidos y emisiones
nocivas.
Los sistemas de certificación se utilizan para acreditar el cumplimiento de unos criterios de sostenibilidad y eficiencia. IMPACTO AMBIENTAL, ECONÓMICO Y SOCIAL
7.2. Certificación LEED
LEED promueve las buenas prácticas en el diseño, construcción y funcionamiento de los edificios.
Emplea indicadores.
Sistema de certificación de edificios sostenibles, desarrollado por el Consejo de la Construcción Verde de Estados Unidos (US Green Building Council). Año 1998.
Proceso de certificación: Registro: del proyecto en el USGBC. Precertificación:
La información recopilada en cada crédito se envía al USGBC. Proyectos en fase de diseño, previa revisión de la documentación por el USGBC. Empleo de check-list. Decidimos el nivel objetivo al que se quiere llegar.
Certificación:
Dos fases: Fase de diseño y de construcción.
Revisión y certificación | |
Niveles | |
Categorías: | |
Parcelas sostenibles | Eficiencia en agua |
Energía y atmósfera | Materiales y recursos |
Calidad ambiental interior | Innovación en el diseño |
Prioridad regional |
7.3. Certificación BREEAM Niveles
Breeam se acomoda a las diferencias de los diversos países de Europa.
Estructura
BREEAM ES Vivienda: 10 categorías Cada categoría se divide en créditos
Gestión | Salud y bienestar |
Energía | Transporte |
Agua | Materiales |
Residuos | Uso del suelo y ecología |
Contaminación | Innovación |
Herramienta VERDE
Herramienta de evaluación para la certificación ambiental de edificios, desarrollada por GBC España. Método prestacional de reducción de impactos. Incorpora la normativa española, como el CTE y la certificación energética de edificios.
Realiza una aproximación al análisis del ciclo de vida del edificio. Cálculo de reducción de impactos de un listado de criterios de diseño, calidad medioambiental y socioeconómicos.
Basado en la normativa CEN 350. Establece matriz que asocia impactos con criterios evaluados. Focaliza la evaluación solo en el edificio, excluye el área fuera de la huella del edificio Establece un edificio de referencia. El peso de las categorías de impacto está basado en la política medioambiental española y
los datos relativos a los indicadores de sostenibilidad. Establece una escala de puntuación de 0 a 5 puntos.
Estructura, áreas:
Parcela y emplazamiento Energía y atmósfera Recursos naturales Calidad del ambiente interior Calidad del servicio Aspectos sociales y económicos
Niveles de certificación