Unso eficiente de energias renovables para ciudades sostenibles

USO EFICIENTE DE LAS ENERGIAS RENOVABLES EN E PLANEAMIENTO DE URBANIZACIONES SOSTENIBLES Tarragona, a Setiembre 2006 INDICE CONSIDERACIONES INICIALES EFICIENCIA ENERGETICA PLANEAMIENTO URBANISTICO Modelos y usos urbanos: análisis de lugar * Distribución de las zonas edificables y los espacios libres * Trazado de viales, * Parcelación * El sistema viario, * Redes de servicio * Posición de la edi * Forma del edificio or Iss ntre edificios * La urbanización, la vegetación urbana y las zonas verdes Control climático desde la urbanización y las zonas verdes LA NORMATIVA, LA LEGISLACION, LA ORDENACION * Recalificación del suelo Planes generales de ordenación urbana * Planes parciales * Código técnico de la edificación * Medioambiente y construcción * Gestión de residuos * Construcción bioclimática Técnicas Bioclimáticas CONSTRUCCION Bloc IMATICA * Introducción * Técnicas bioclimáticas INICIALES Es Interesante antes de desarrollar el tema que nos trata el hacernos una serie de consideraciones y preguntas sin las cuales no podremos hablar de uso de energías renovables o de urbanización sostenible. ¿Resulta posible trazar un camino que nos conduzca a una mayor eficiencia, y por consiguiente, a un menor consumo energético en os edificios que proyectamos? Antes de responder esta pregunta debemos plantearnos él porque necesitamos que nuestros edificios resulten con consumo energético mas acotado. Desde la década del ’70, durante la crisis del petróleo, hasta hoy se han planteado diversas respuestas al porque un edificio debe tener un menor consumo.

Hoy no solamente tomamos en cuenta la escasez de recursos naturales renovables, sino que también se toman en cuenta aspectos tales como emisión de C02 a la atmósfera, residuos contaminantes de fabricación y utilización difíciles de degradar, mejoras en el onfort higrotérmico en el interior de la vivienda y aumento de la vida útil de la misma. Debemos tomar conciencia que la mayoría de los edificios que diseñemos hoy, seguramente estarán en pie dentro de 50 años, seguramente para esa época una nueva realidad permitirá a los profesionales de entonces diseñar sus edificios en una forma más eficiente, pero es nuestra responsabilidad como profesionales contemporáneos, ser los suficientemente previsores como para impedir que nuestros edificios se conviertan en obsoletos mucho antes de lo previsto simplemente porque su costo de uncionamiento es sumamente elevado.

Como profesionales de la arquitectura, nuestra labor no solamente se limita a diseñar un edificio estéticamente aceptable, sno que debemos tomar conciencia también que tras I Iss edificio estéticamente aceptable, sino que debemos tomar conciencia también que tras la encomienda de trabajo, existe una persona, familia, institución o empresa que deberá afrontar los gastos de funcionamiento que el edificio genere, no solamente desde el punto de vista energético, sino también de patologías (condensación, puentes térmicos, infiltración de aire, etc. ) que se uedan presentar debidas al mal diseño constructivo. Patologías que muchas veces requieren de un gran esfuerzo económico para lograr una solución, aunque a veces esta solución resulta imposible.

Por otro lado si trasladamos el fenómeno a una escala mucho mayor nos daremos cuenta que el derroche de energía que se utillza simplemente para acondicionar térmicamente a edificios mal diseñados toma proporciones inconmensurables. En casi todos los países de Europa y algunos de América hace ya tiempo que se está trabajando en el aspecto del ahorro energético en la vivienda y sus normas se han adaptado a sta circunstancia, sin embargo en muchos de estos países estas normas no son de cumplimiento obligatorio (a excepción quizás de los planes oficiales de vivienda) y queda al criterio del profesional actuante su aplicación, pero muchas veces los propios profesonales desconocen la existencia de dichas normas. El aspecto más importante no es justamente la aplicación de una normativa como receta de solución a un problema que pasa por la conciencia de cada uno.

Debemos tomar en cuenta que lo que ahora construyamos será la herencia que le dejemos a las generaciones futuras y por lo tanto debemos ser conscientes ue todos los aspectos de mejora que podamos introducir en la actualidad no solamente lo vamos a disfrutar nosotros mismos sino q 3 Iss podamos introducir en la actualidad no solamente lo vamos a disfrutar nosotros mismos sino que servirá de precedente para introducir nuevas mejoras a futuro. Otro aspecto a destacar, es que la adecuación a normas vigentes o el seguimiento de criterios de diseño que optimicen el aspecto energético del edificio no siempre resultan en una inversión mayor. El costo de cualquier edificio está compuesto por tres partes fundamentales, dos de las cuales se pueden prever en instancias e diseño. El primer termino de esta ecuación está constituido por el costo de construcción del edificio, y dentro de este valor influye Slgniflcatlvamente la calidad constructiva.

Aunque si tomamos en cuenta un diseño optimizado (forma – volumen – orientación), seguramente el costo será igual o inferior que otro diseño poco optimizado de igual calidad constructiva. Este término es generalmente el único que le interesa al propietario o promotor del edificio. El segundo termino de la ecuación de costo está constituido por el costo de funcionamiento del edificio a lo largo de la vida útil. En este punto un diseño inadecuado o de mala calidad constructiva tiene un peso important(simo. En efecto si el costo de construcción tiene un valor 100 unidades y para esta calidad constructiva el costo de funcionamiento es de, supongamos 12 unidades por año, al final de su vida útil, 50 años, el costo final del edificio fue de 600 unidades.

Si tomamos ahora un edificio optimizado desde el punto de vista energético pero con un valor de construcción de 110 unidades, cuyo costo de funcionamiento es de 7 unidades, el valor final de costo será entonces de 460 unidades lo cual representa un horro de aproximadamente el 24% en el costo total, aun 40F Iss entonces de 460 unidades lo cual representa un ahorro de aproximadamente el 24% en el costo total, aunque el costo de construcción fue un 10% mayor que en el primer ejemplo. Como profesionales debemos ofrecer al propietario el panorama esperable a futuro en cuanto al costo de funcionamiento del edificio. Como propietarios debemos tomar conciencia que el costo del edificio cuya construcción comencemos no está constituido solamente por el importe a desembolsar durante el periodo de construcción y que los errores de diseño o aspectos constructivos e pagarán durante el resto de la vida útil del edificio.

Por último, el tercer término de esta ecuación lo constituye el costo de las reparaciones o adecuaciones que debamos realizar debidos a errores de diseño que derivan en patologías. Este último aspecto seguramente será dificil de cuantificar de antemano pero podemos estar totalmente seguros que la aparición de algunas de estas patologías se puede impedir en la etapa de diseño a partir de un estudio consciente de su origen. ¿Todas las casas son similares? o ¿Porque tengo que pagar más en calefacción o aire acondicionado?. A simple vista la mayoría de las casas son similares desde el punto de vista constructivo, y salvo alguna cuestión estética, también desde el punto de vista de diseño.

Nos pueden gustar más o menos, parecernos bellas o por el contrario horrendas, pero lo que seguramente nos resultará más difícil de determinar en porque en algunas de ellas los consumos energéticos se reflejan en facturas de servicios exorbitantemente elevadas, mientras que en otras, similares en cuanto al diseño, cantidad de habitantes y uso, estas facturas son mucho menores. Si partimos de la base de un siste Iss abitantes y uso, estas facturas son mucho menores. Si partimos de la base de un sistema constructivo, de condiciones de diseño y uso de similares condiciones ¿Cuál es el motivo por el que existen diferencias de consumo energético entre unas y otras?

La respuesta es simple si tomamos en cuenta que el más simple colector solar, que nos permite utilizar en nuestro provecho la energía gratuita proveniente del sol, es una sencilla ventana, con la única condición de estar bien orientada. Este aporte gratuito bien aprovechado, seguramente servirá para elevar algún cc la temperatura interior durante el invierno, lo que e traduce en un menor consumo de energía. Por el contrario las ventanas mal orientadas, sentirán para que por ellas se fugue una cantidad importante de energía que deberá necesariamente ser compensada por el equipo de calefacción si queremos mantener la temperatura interior dentro de ciertas condiciones de confort.

Pero así como existen formas de aprovechar la energía solar durante el invierno, también podemos conseguir que durante el verano, a través de un ingreso no deseado y a veces hasta salvaje, la temperatura interior también se eleve y deba ser compensada por un mayor aporte del equipo de aire acondicionado, si enemos la suerte de contar con el, sino será mejor irse a dormir al parque más cercano. Como vemos uno de los elementos que necesariamente debe ser diseñado en cualquier edificio puede jugar a favor o en contra de nuestro propósito, simplemente por medio de una adecuada orientación. Desde este punto de vista, la utilización de cualquier ventana convierte al edificio en un “edificio solar” con la salvedad que algunos disfrutan este aporte gratuito, mientas que otros lo p solar” con la salvedad que algunos disfrutan este aporte gratuito, mientas que otros lo padecen. Los fenómenos de condensación en viviendas

En muchas paredes exteriores aparecen manchas de hongos que suelen atribuirse al ingreso de agua del exterior por fallas en la aislación hidrófuga del muro. Sin embargo, la mayoría de las veces estas manchas son producto de la condensación de vapor de agua generado en el interior de la vivienda. Este fenómeno que se produce generalmente durante el invierno se debe a que algún elemento de la envolvente de la misma se halla por debajo de la temperatura de rocío permitiendo que el vapor de agua contenido en el aire condense en estos puntos (condensación superficial). A veces esta temperatura se obtiene en el interior del uro permitiendo de este modo que el vapor de agua que migra desde el interior al exterior a través del muro, condense en el interior de este (condensación intersticial).

La ocurrencia de estos fenómenos dependerá de las condiciones de temperatura y humedad relativa interior y exterior en relación directa con las características de cada localidad. Los fenómenos de condensación se agravan cuanto mayor sea el coeficiente de transmitancia térmica K del elemento exterior, verificándose en rincones y aristas superiores o detrás de muebles y cuadros en contacto con muros exteriores debido que en esos lugares la circulación del aire se dificulta por razones geométricas o de interposición de elementos, lo cual aumenta la resistencia termica superficial interna que trae como consecuencia una reducción abrupta del gradiente de temperatura alcanzándose de esta forma una temperatura superficial inferior a la del resto del muro.

Otro lugar donde se producen forma una temperatura superficial inferior a la del resto del muro. Otro lugar donde se producen estos fenómenos es en el interior de placards en contacto con muros exteriores debido a un aumento del aislamiento térmico provocada por la ropa en el nterior de este y que trae como resultado (si esta pared no cuenta con una barrera de vapor adecuada), que se produzca condensación intersticial cuando se alcancen las condiciones necesarias que generalmente ocurren en el interior del aislamiento térmico, o sea en este caso la ropa en el interior del placar. Otro factor de importancia en el momento de evaluar los fenómenos de condensación es el uso del local o la vivienda.

Así un local donde se produzcan niveles de vapor de agua superiores a los corrientes, o no se encuentre correctamente ventilado, tendrá mayores probabilidades de que condense en algún lugar onde se alcancen las condiciones necesarias. Como recomendaciones de diseño para reducir y evitar la producción de condensaciones indeseadas se recomienda: * Utilizar muros con un coeficiente de transmitancia térmica K inferior a 1. 78 W/m2 K. Favorecer la ventilaclón cruzada interior. * Evitar la instalación de calefactores de gas sin ventilación exterior. * Favorecer la extracción de aire en baños y cocinas por medios mecánicos o naturales. * Prever, ubicar y materializar correctamente una barrera de vapor continua. * Materializar un borde exterior de aislamiento térmico dicional en pisos en contacto con terreno natural. Evitar la formación de puentes térmicos.

En el caso de viviendas construidas, muchas veces el efecto de la producción de condensaciones en paredes exteriores que circunden locales habitables es con 8 Iss de la producción de condensaciones en paredes exteriores que circunden locales habitables es confundido con fallas en el aislamiento hidrófugo de estas, resulta necesario entonces conocer y evaluar los fenómenos de condensaclón, tanto sea superficial o intersticial, con el fin de establecer un diagnostico correcto y la solución adecuada (que muchas veces pasa por odificar los hábitos de uso de estos locales) de modo tal de evitar conclusiones y soluciones innecesarias y costosas. Por último las normas para la construcción establecen las “condiciones y procedimientos para la verificación del riesgo de condensación de vapor de agua, superficial e intersticial, en muros, techos y otros elementos exteriores de edificios”, y si bien no considera en forma específica el caso de pisos en contacto con terreno natural establece pautas para la aplicación de aislamiento térmico en estos elementos. Las ventanas y el efecto invernadero. ¿Qué es el efecto invernadero?

El efecto invernadero se fundamenta en una propiedad que poseen los vidrios y los plásticos transparentes de dejarse atravesar por la radiación de longitud de onda corta y que impide que sean atravesados por la longitud de onda larga. Cuando la radlación solar (compuesta por longitudes de onda corta) incide sobre una ventana atraviesa el vidrio con facilidad, pero al incidir sobre los materiales del interior del ambiente estos se calientan, y generan radiación de onda larga, que no puede atravesar el vidrio, por lo tanto queda atrapada en el interior del ambiente. Este fenómeno se repite mientras exista radiación solar ncidiendo sobre la ventana aumentando, por lo tanto, la temperatura en el interior del ambiente. ¿Qué temperatura se puede lleg g Iss aumentando, por lo tanto, la temperatura en el interior del ¿Qué temperatura se puede llegar a obtener?

Según la orientación, la época del año y la latitud (distancia al Ecuador) del emplazamiento, este aumento de temperatura puede llegar a ser de hasta aproximadamente IOOC por encima de la temperatura exterior. Esto quiere decir que si en el exterior se registran 100C (típico de los mediod(as de invierno con sol) en el interior se pueden registrar 18-200C, una temperatura totalmente confortable btenida a partir de un recurso gratuito. ¿Pero qué sucede cuando está nublado? Durante los días que el sol esté oculto tras las nubes el efecto invernadero sigue produciéndose, con la salvedad que la cantidad de radiación solar recibida resulta mucho menor (y consecuentemente la temperatura interior también) debido a que la capa de nubes produce un efecto de atenuación en esta.

En días como estos, la temperatura interior obtenida puede resultar de alrededor 3-40C por encima de la exterior, que al estar oculto el sol también puede ser menor a la de un dia soleado. ¿Y durante las noches de invierno? El vidrio simple posee un coeficiente de pérdidas energéticas 3 veces superior a un muro de ladrillo común de 30 cm de espesor, por lo tanto a igualdad de superficies, y por cada grado de diferencia de temperatura entre el interior y el exterior, el vidrio perderá tres veces mas energía que el muro. Si realizamos un balance energético en una ventana durante un día de invierno, veremos que cuando el sol incide sobre la ventana la cantidad de energ(a que ingresa más la obtenida por efecto invernadero, es superior a la que se pierde por transmisión, pero cuando el sol se oculta este balance comi