VIVIENDAS COLECTIVAS "nZEB"
Concurso en Getafe, España, 2014
Alia, Arquitectura Energía y Medio Ambiente s.l.
Arquitectos
Carlos Expósito Mora
Luis Marqués Almanza
Luis Marqués Almanza
Jesús Antonio Tejedor Sánchez
Arquitectos Técnicos
Morea y Zaragoza
Ingeniería
Aiguasol
Aiguasol
Asifor
Promotor
NZEB 2015-G. CRITERIOS Y
OBJETIVOS BÁSICOS DE LA
PROPUESTA
Un edificio capaz de invertir
el ciclo; un edificio que compense las carencias del pasado reciente (consumo y
emisiones muy elevados), sin hipotecar el futuro. Es
necesario que los edificios del presente, tengan emisiones reducidas
para frenar la aceleración del cambio climático y compensadas por su
generación eficiente no solo en aras del cumplimiento normativo
estricto. Todo ello mejorando el
confort y calidad de vida de sus usuarios. Esta es la premisa de
partida en nuestro caso.
En este proyecto, el vector de la
sostenibilidad forma parte, de manera ineludible, del concepto general de
la propuesta, no se plantea como un añadido . Todas las medidas previstas y
sistemas proyectados, se han diseñado bajo este prisma a lo largo del ciclo
de vida del edificio, para permitir también un mantenimiento y operación
sencillos.
En este contexto, se plantea trabajar con una
metodología de costes optimizados en base a los pilares de la inercia
térmica, elevado aislamiento con ventilación controlada y bajas infiltraciones,
aprovechamiento de la iluminación natural, el diseño y gestión inteligente de
sistemas eficientes asociados al carácter inercial del edificio, y finalmente el
uso de energías renovables.
El objetivo previsto es alcanzar
consumos medidos finales de energía primaria no renovable inferiores a los 30-35kWh/m2
anuales (consumo casi 0, asegurando letra
A de calificación, considerando uso residencial), bajo las condiciones de
confort esperadas y con una inversión prevista ajustada a condiciones de
concurso.
El marcado carácter de optimización energética
de la convocatoria, no debe distraernos de la importancia de la componente
arquitectónica; desde la escala del detalle de las soluciones constructivas
acordes a su eficiencia bioclimática, a la imagen final que se ofrece y
propone a la ciudad, o sea al escenario urbano
y a los ciudadanos.
Esta propuesta pretende integrar como un valor
clave la calidad arquitectónica, acorde a los requerimientos estéticos del
concurso, para dar impulso al nuevo concepto de edificio que la sociedad
demanda. La arquitectura sería así la herramienta para racionalizar la forma
y permitir su materialización constructiva, en respuesta a la complejidad de
los requerimientos exigidos al edificio, al fin y al cabo los de siempre
(firmitas, utilitas, venustas) pero desde el paradigma que nos plantea la
sostenibilidad de nuestro futuro.
MEMORIA
ENERGÉTICA
La sostenibilidad de la propuesta
forma parte sustancial del planteamiento general. Se busca minimizar el impacto
de la intervención en el entorno, poniendo especial énfasis en la reducción de
los consumos energéticos hasta los valores mínimos que permiten nuestras
tecnologías, siempre dentro de los márgenes lógicos de coste óptimo a lo largo
de toda la vida útil del inmueble.
Como ya se ha mencionado, son
pilares de esta intervención el aislamiento, la inercia, la ventilación
controlada, la iluminación natural, el diseño y gestión inteligente de sistemas
eficientes, y el uso de renovables.
Aunque la metodología de costes
optimizados de la Directiva
europea EPBD integra todas estas variables, también indica que resulta
relevante el orden de las mejoras. Primero hay que incidir en la reducción de
demandas a partir de soluciones de diseño, para continuar con el uso de
sistemas eficientes y la generación renovable, y para acabar con un sistema de
gestión energética inteligente que permita que las condiciones, y consumos
reales, sean comparables a las de diseño. El objetivo previsto es alcanzar
consumos medidos finales de energía primaria no renovable inferiores a los
30-35kWh/m2 anuales (consumo casi 0, asegurando letra A de
calificación, considerando uso residencial), bajo las condiciones de confort
esperadas y con una inversión prevista ajustada a condiciones de concurso.
Algunos de los conceptos planteados
(inercia, iluminación natural, suelo radiante, etc.) no se visualizan en las
hojas de cálculo energético de concurso, por los que se incide en ellos, en
este apartado.
ESTRATEGIAS
BIOCLIMÁTICAS
La forma, orientación y
porcentaje de ocupación de las dos parcelas limita en gran medida las
propuestas de diseño bioclimático. Por tanto las actuaciones de diseño pasivo
se han centrado en la piel del edificio y, concretamente, en su envolvente
térmica.
El clima de Getafe está
encuadrado en el D3 del Código Técnico y está entre los climas BSk (árido de
estepa fría) y Csa (templado con verano seco y caluroso) de la clasificación de
Köppen.
Las estrategias bioclimáticas
que se precisan son: reducción de las pérdidas energéticas por la envuelta,
comportamiento inercial, ganancia solar invernal, protección solar estival,
iluminación natural y ventilaciones naturales en la estación estival.
DISEÑO Y EJECUCIÓN
En el contexto de los
condicionantes de pliego técnico de concurso, de las parcelas, de diseño y del
programa de usos que se establece en el mismo se plantean soluciones orientadas
a una reducción considerable de demandas energéticas (de calefacción,
refrigeración y, en la medida de lo posible, de iluminación).
En este sentido, la propuesta pasa
por definir unos cerramientos inerciales y bien aislados de las condiciones
ambientales exteriores, con unos valores de transmitancia térmica de las partes
opacas de 0,21 (muros), 0,19 (cubiertas) y 0,28 W/m2K (suelos),
bastante más restrictivos que los establecidos por defecto (reducciones del
30%, 24% y 20% respectivamente), pero con unos sobrecostes acotados y
rentables. A eso se debe añadir una proporción de huecos ajustada en un
equilibrio entre la iluminación natural de los espacios habitables, la
ventilación de los mismos, y la protección térmica, resultante en unas
proporciones de hueco en fachada del 35% (NE y SE) y 25% (NO) para la promoción
1.4, y del 35% (a E) y 25% (a O) para la promoción 1.7.2 (en todos los casos
considerando los factores solares modificados ajustados mediante los elementos
de sombra correspondientes). El objetivo es reducir la demanda energética a
valores por debajo de 20 kWh/m2 anuales en calefacción y de 10 kWh/m2
en refrigeración, a la vez que permitir el aprovechamiento de la iluminación
natural, tanto en proporción de huecos, como en la distribución de espacios
planteada.
En relación a los sistemas
energéticos previstos para cubrir esas demandas y el ACS, se plantea el diseño
de un sistema centralizado con bomba de calor aerotérmica, con suelo radiante y
refrescante en meses calurosos, y aporte de solar térmica en ACS.
Las bombas de calor aerotérmicas
seleccionadas, son de elevado comportamiento en transformación (tal como se
indica en las tablas de las hojas de cálculo), con valores del orden de
magnitud semejante al considerado, en la Directiva europea, equivalente a energías
renovables. Sin embargo, se ha considerado el diseño de los sistemas solares
térmicos para ACS tanto por la mejora del rendimiento global de la instalación,
como por un efecto demostrativo cara a los usuarios de los edificios y de
terceros.
Destaca, igualmente, en las
instalaciones previstas, el uso de sistemas radiativos en la emisión de
climatización (calefacción y refrigeración). Este tipo de sistemas
proporcionan, bajo un sistema de regulación adecuado, unas condiciones de
confort óptimas para el usuario final a la vez que un consumo energético
asociado reducido. Esto último, pese a no reflejarse de forma expresa en las
hojas de cálculo anexas, es debido a que las temperaturas de consigna de
confort resultan significativamente inferiores (en invierno) o superiores (en
verano) que las establecidas en otros sistemas radiantes (radiadores) o, por
supuesto, en sistemas convectivos (climatización por aire). Ello se refleja en
el Documento Reconocido pendiente de aprobación “Integración de Soluciones Radiantes como Capacidades Adicionales de
Calener” desarrollado por el grupo de Termotecnia de la Asociación de Investigación y
Cooperación
Industrial de Andalucía (AICIA) y disponible en la página
del Ministerio de Energía Industria y Turismo en su apartado de Certificación
de eficiencia energética de los edificios: Propuestas de nuevos documentos
reconocidos.
Por su parte, la recuperación de
calor de ventilación de salubridad, se realiza con sistemas de recuperación con
una eficiencia superior al 60%. Se plantea este sistema con equipos
individuales que permitan cierto grado de gestión al usuario, incentivando su
compromiso con la reducción del consumo energético.
Se considera un diseño de
iluminación artificial que suponga una instalación inferior a 10 W/m2,
bajo unas condiciones de confort en residencial.
Finalmente el diseño planteado de
las promociones permite la implementación de sendos sistemas solares
fotovoltaicos en cubiertas. Estos se integran en pérgolas que, en base al
discurso estético y las posibilidades de proporcionalidad, permitan una
producción renovable significativa (con su consecuente repercusión económica) a
la par que un elemento de sombra eficiente y demostrativo cara a los bañistas
que utilicen las piscinas de las cubiertas. Dichas instalaciones se han
valorado energética y económicamente en las hojas de cálculo de concurso
CONTROL
DE CALIDAD EN EJECUCIÓN
Más allá del diseño previsto, se cree necesario
asegurar fehacientemente la ejecución en obra del mismo. En este sentido, y por
encima de las obligaciones normativas, se prevé un análisis específico de la
calidad en la implementación de las soluciones constructivas. Esto es, la
realización de análisis termográficos y de test de infiltración antes de la
entrega de las obras. Los primeros deben permitir la detección de hipotéticos
puentes térmicos no previstos y su subsanación en obra, mientras que los test
de infiltración (valorado en acreditaciones privadas tipo LEED en edificios
residenciales) se prevén con el fin de asegurar la estanqueidad, tanto a
efectos térmicos, como por otras derivadas de uso (ruidos exteriores u olores
de cocina u otros humos).
SEGUIMIENTO
Y COMPROBACIÓN
El diseño de las instalaciones de
seguimiento (medición) y comprobación (verificación) previstas, parte de una
doble premisa: por una parte, el aprovechamiento máximo de los elementos
físicos de los sistemas de gestión y control inherentes al diseño de los
sistemas energéticos previstos, y por otra parte, la supeditación a los KPIs
(indicadores clave, Key Performance
Indicators en sus siglas en inglés) derivados del planteamiento de detalle.
En este sentido, y como otra de las mejoras previstas de la propuesta, se
plantea que un técnico acreditado CMVP del equipo, defina un Plan de Medida y
Verificación, según el estándar IPMVP Vol I, EV0 10000 – 1:2010. El denominado
protocolo IPMVP establece los posibles métodos de cálculo y mediciones requeridas
para valorar, de forma fehaciente, los efectos de medidas de mejora
implementadas en consumidores energéticos. De esta forma el protocolo, de
reconocido prestigio internacional y aplicado en acreditaciones tipo LEED,
permite definir no solo la metodología adecuada de valoración (a través de una
de sus 4 opciones), sino los KPIs requeridos en medición. La propuesta, en su
partida de monitorización, plantea un sistema de control y medición de los
sistemas HVAC, y de algunas variables de demanda, que se refinará en base a los
planteamientos establecidos en la definición del protocolo. Se entiende que en
este proceso se optimizará el sistema de medición y control, a la par que se
facilitará el trabajo de los organismos competentes que, durante la operación
del edificio, implementen el protocolo y lleven a cabo el seguimiento de los
datos obtenidos del comportamiento energético del edificio.
RESULTADOS
ESPERADOS
Según CTE 2013, el consumo de primaria no
renovable exigible en residencial zona Getafe ronda los 60kWh/m2 año. Si
consideramos que eso es equivalente a una B, la A estaría sobre los 42kWh/m2 año. La solución
propuesta deberá estar por debajo de 35kWh/m2 año y contando con la producción
fotovoltacia bajaría hasta 3035kWh/m2 año, que sería equivalente a un NZEB (en
previsión de 2016).
ESTUDIO
CONSTRUCTIVO
FACHADAS: Se definen dos
bandas horizontales diferenciadas. La zona de los antepechos de ventanas y
terrazas y la banda de visión. Se resuelven con fachada ventilada. Este sistema
permite colocar el asilamiento en continuidad y da mayor libertad con las
curvas. La hoja interior será de bloque de termoarcilla de 14cm de espesor con
yeso interior. Por su cara exterior irá el aislamiento de lana de roca de 12cm
de espesor y doble densidad adherido y anclado a la fábrica pesada. Después los
montantes (o bastidores) de la fachada ventilada, cámara de aire ventilada y
revestimiento exterior (inicialmente se plantea de GRC, aunque se pueden
estudiar revestimientos ligeros alternativos que permitan las curvas).
La
zona de vuelos debe llevar disyuntores térmicos en la estructura.
Aislamientos en suelos o techos (según
los casos) cuando los balcones no coincidan en vertical.
ESTUCTURA: Hormigón armado “in situ”,
con pórticos paralelos a fachada y forjados unidireccionales. Se introducirán
aspectos del anexo 13 de Índice de contribución de la estructura a la
sostenibilidad.
CUBIERTAS: Transitables: Cubierta
plana con formación de pendiente con mortero aligerado con arlita, aislamiento
de 15 cm .
de lana de roca de doble densidad, capa de mortero de 3 cm ., lámina
impermeabilizante de caucho adherida a bordes, lámina geotextil. Pavimento
elevado sobre plots. También sería posible hacerlo con losa filtrón, según los
casos.
Cubierta
jardín con formación de pendiente con mortero aligerado con arlita, aislamiento
de 15 cm .
de lana de roca de doble densidad, capa de mortero de 3 cm ., lámina
impermeabilizante de caucho adherida a bordes, malla geotextil, drenaje de
polietileno reticulado en celdas de 30 mm de altura, lámina geotextil, 8 cm . de gravas drenantes,
lámina anti-raíces y 30 cm .
de sustrato vegetal para plantación de especies rústicas aromáticas.
No
transitables:
Cubierta plana con formación de pendiente con mortero aligerado con arlita,
aislamiento de 15 cm .
de lana de roca de doble densidad, capa de mortero de 3 cm ., lámina
impermeabilizante de caucho adherida a bordes, lámina geotextil, 5cm de canto
redondeado.
SUELO
SOBRE EXTERIOR Y SOBRE LOCAL: 10cms de lana de roca de doble densidad.
CARPINTERÍAS
EXTERIORES: Marco de 57mm de madera laminada. Acabado con barniz al agua, en
tonos teñidos o colores sólidos pigmentados. Durabilidad muy elevada, con
mantenimiento mínimo y respetuoso con el medio ambiente.
CLASE 4 permeabilidad al aire UNE-EN 12207. CLASE 8A estanqueidad al agua UNE-EN 12208. CLASE C5 resistencia al viento UNE-EN 12210. CLASE 3 durabilidad UNE-EN 12400. Rw = 32 - 42 dB Aislamiento Acústico. Um = 1,6 w/m².ºK Aislamiento Térmico
PROTECCIONES SOLARES: En salones se propone usar contraventanas mallorquinas exteriores. En el resto de huecos se prescriben persianas exteriores, enrollables y orientables, que permitan también el oscurecimiento de la habitación.
VIDRIOS: Dobles, bajo emisivos, cámara de al menos 12mm. En las orientaciones norte se añade argón en las cámaras. El factor solar alto en SE y bajo en resto. El factor lumínico conviene que sea alto siempre.
CLASE 4 permeabilidad al aire UNE-EN 12207. CLASE 8A estanqueidad al agua UNE-EN 12208. CLASE C5 resistencia al viento UNE-EN 12210. CLASE 3 durabilidad UNE-EN 12400. Rw = 32 - 42 dB Aislamiento Acústico. Um = 1,6 w/m².ºK Aislamiento Térmico
PROTECCIONES SOLARES: En salones se propone usar contraventanas mallorquinas exteriores. En el resto de huecos se prescriben persianas exteriores, enrollables y orientables, que permitan también el oscurecimiento de la habitación.
VIDRIOS: Dobles, bajo emisivos, cámara de al menos 12mm. En las orientaciones norte se añade argón en las cámaras. El factor solar alto en SE y bajo en resto. El factor lumínico conviene que sea alto siempre.
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