Capítulo 1 Construcción de edificios y comportamiento higrotérmico de los cerramientos

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Capítulo 1

Construcción de edificios y comportamiento higrotérmico de los cerramientos

Una de las posibilidades principales que debe tener un edificio para su reducir su demanda energética es la utilización de niveles de aislamiento elevados en los cerramientos que lo envuelven.

La primera normativa en la que se obligaba a aislar los edificios era la Normativa Básica de la Edificación sobre Condiciones Térmica, conocida como NBE-CT-79, que estuvo en vigor desde 1979 hasta el año 2006, siendo sustituida por la HE1 del Código Técnico de la Edificación (CTE-HE1). En ambas normativas se exige utilizar mayor espesor de aislamiento en los climas más fríos y en la nueva normativa se incluye además la obligatoriedad de la protección solar depende de la orientación, tipo de edificios y localización climática.

La NBE-CT-79 surge por la crisis del petróleo de 1973, mientras que el CTE se ha planteado con el objetivo de reducir las emisiones de CO2 de los edificios, objetivo propuesto por la Directiva Europea CE 2002/91 sobre Eficiencia Energética de los Edificios.

La normativa española actual emana del planteamiento realizado por la citada directiva europea y ha sido transpuesta mediante tres reales decretos:

Real Decreto 314/2006, de 17 de marzo, por el que se aprueba el Código Técnico de la Edificación.

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. Falta trasponer la metodología de certificación para edificios existentes que previsiblemente se publicará en 2009.

Real Decreto 1027/2007, de 20 de julio, por el que se aprueba el Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios, más conocido como RITE. Este normativa sustituye al RITE de 1998.

Aunque parecen tres normativas que podría pensarse que no están relacionadas, sin embargo no es así, para calificar energéticamente un edificio (RD 47/200) este debe cumplir la normativa de ahorro energético (RD 314/2006, apartados HE1 y HE4 principalmente) y además las instalaciones que climatizan el edificio deben tener un rendimiento mínimo (RD 1027/2008); por lo que las tres se relacionan pudiéndose diseñar sólo edificios que cumplan un máximo de demanda energética (HE1) y un rendimiento mínimo de las instalaciones de climatización (RITE), en la figura 1.1 se indica la zona de diseño permitida.

Hay que indicar que la demanda energética de un edificio para climatizarlo es la cantidad de energía necesaria para mantener las condiciones de confort, si además se tiene en cuenta el rendimiento de los sistemas auxiliares (calefacción y refrigeración) a partir de la demanda se

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obtendría el consumo energético, en otras palabras éste es la cantidad de combustible (traducida habitualmente a kWh/año) que el edificio necesita para conseguir el confort. La demanda energética es un término irreal ya que no se contabiliza mientras que el consumo es real al ser tangible y medible.

Figura 1.1. Zona de diseño de edificios cumplimiento las normativas HE1 y RITE, tan sólo la zona marcada sería de edificios válidos que cumplen estar por debajo de una demanda y tener un rendimiento los sistemas auxiliares de climatización superior al impuesto por el RITE. (Fuente: Iñaki Gómez Arriaran., 2008).

La aplicación del CTE puede llegar a reducir la demanda energética de los edificios hasta en un 80% respecto a la NBE-CT-79, en la figura 1.2 se muestra para un edificio de viviendas medio cuales son los ahorros energéticos esperados por aplicación del CTE (HE1 + solar térmica) y por la inclusión de los conceptos bioclimáticos (orientación, diferenciación de acristalamiento por fachadas, inercia térmica, aleros, etc).

El Grupo de Trabajo de la Escuela de Ingenieros de Sevilla que redactaron la CTE-HE1 ha estimado para viviendas que tan sólo la demanda de calefacción por mejora de la HE1 respecto a la NBE-CTE-79 supone ahorros medios de reducción de la demanda de un 28,62% con un sobrecoste de construcción por m2 de vivienda reducido de 6,68 €/m2, la figura 1.3 recoge el resumen del análisis energético-económico realizado por los autores del CTE-HE1.

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Figura 1.2. Las necesites energéticas de un edificio de viviendas medio puede reducirse hasta en un 80% considerando la aplicación del CTE y la arquitectura bioclimática respecto al cumplimiento estricto de la propia NBE-CT-79. (Fuente: Grupo de Energía y Edificación de la Universidad de Zaragoza).

Figura 1.3. Reducción de la demanda de calefacción por aplicación del CTE-HE1 para diferentes tipologías edificatorias respecto a la normativa anterior (NBE-CT-79), se observa como se ha estimado un ahorro medio de un 28,62% con un ligero sobrecoste de constucción por m2 de vivienda de 6,68€/m2. (Fuente: Grupo AICIA de la Universidad de Sevilla).

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Una vez introducido los objetivos de las tres normativas de aplicación en la edificación para la mejora de la eficiencia energética de los edificios se va a exponer los diferentes componentes constructivos que tiene un edificio, analizando el proceso constructivo de un edificio para pasar a caracterizar los aislamientos del edificio y sus características térmicas y de transferencia del vapor de agua (condensaciones). Una vez conocidas las configuraciones de los cerramientos de procederá a determinar la conductividad térmica de éstos, analizar la posibilidad de condensaciones e identificar la permeabilidad de los huecos del edificio.

1. Técnicas constructivas de un edificio La construcción de edificios ha ido evolucionando según han ido avanzando las técnicas constructivas y adaptándose en la mayoría de los casos al clima del lugar y a los materiales disponibles en la zona.

Al principio el hombre comenzó viviendo en cuevas para pasar posteriormente a vivir en la superficie construyendo su cobijo con los medios que tenía, buscando las siguientes propiedades:

Resistente.

Proporcionar un buen grado de aislamiento frente a los agentes exteriores.

Seguro.

Estar preparado para resolver los problemas para el que ha sido diseñado.

Figura 1.4. Características que debe poseer un edificio.

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Un edificio está compuesto por:

Cimentación (sujeción del edificio con el terreno).

Cerramientos (envoltura de muros verticales exteriores e interiores de separación entre espacios o el exterior).

Forjados (suelos y techos entre plantas del edifico, son cerramientos horizontales).

Cubierta (forjado superior del edificio que lo separa del exterior).

En la figura 1.5 se muestran los componentes básicos constructivos en el esquema de un edificio simplificado.

Figura 1.5. Partes constructivas que constituyen un edificio.

4.1. Tipos de estructuras

En edificios antiguos o modernos de poca entidad se utilizan cerramientos de carga y no se recurre al uso de pilares o jácenas de hormigón armado o de acero, en estos edificios los muros verticales soportan el peso de los forjados superiores y de los cerramientos superiores. Con esta configuración es peligroso tirar un muro ya que el edificio podría derrumbarse por lo que en las reformas de este tipo de edificios hay que tener la suficiente cautela de no tirar paredes maestras (las que soportan el peso estructural).

Hoy en día en los edificios se suele recurrir a la construcción mediante estructura (hormigón armado, acero o madera) para soportar los esfuerzos estructurales, en este caso los cerramientos verticales no son elementos estructurales y se denominan muros cortinas (constituidos con materiales másicos o vidrio)

A continuación se muestran los dos tipos diferentes de configuración estructural en edificios.

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Figura 1.6. Construcción con muros de carga que soportan los forjados constituidos en la antigüedad por vigas de madera y en la actualidad por viguetas de hormigón armado.

Figura 1.7. Construcción con muros cortina empleando forjados estructurales con pilares y jácenas (en la mayoría de los casos de hormigón armado).

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4.2. Elementos estructurales Los elementos estructurales de un edificio son:

Cimentaciones

Cerramientos exteriores (muros)

Cerramientos interiores (tabiques o paredes interiores)

Forjados

Cubierta

Pilares, jácenas, vigas,…

Balcones

Escaleras y rampas

Figura 1.8. Partes constituyentes de la estructura de un edificio.

En los siguientes subapartados se muestran diferentes figuras de los elementos constructivos que pueden conformar un edificio.

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33.2.1. Cimentaciones

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33.2.2. Cerramientos verticales

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33.2.3. Forjados

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33.2.4. Cubiertas

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Tipos de estructuras de soporte de cubiertas no planas del edificio

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