CÓMO REDUCIR LA HIPOTECA ENERGÉTICA CONSTRUYENDO CON MADERA.
Seguro que ya ni te acuerdas de esos largos días de verano paseando por la orilla del mar en manga corta. Noviembre ha llegado veloz y pronto empezarás a organizar planes navideños y, sospecho que también, a cavilar acerca de a cuánto ascenderá la próxima factura de calefacción.
Con los precios de la energía disparados, los medios nos bombardean con noticias angustiosas. Incluso ya hay quien está barajando evitar encender la calefacción durante estos meses invernales. Con este panorama por delante, toca hacer equilibrios para no caer en el pozo de la desesperación y la incomodidad térmica. Así que esa es nuestra tarea de hoy. Juntos vamos a arrojar un poco de luz y optimismo al asunto. Vamos a evaluar las opciones arquitectónicas que tenemos sobre la mesa para ayudar a mejorar esta situación. ¡Comenzamos!
La hipoteca energética
En el mundo de la construcción eficiente siempre se ha hablado de la hipoteca energética. Si nunca habías escuchado nada sobre este asunto, no te preocupes. Esto se acaba hoy. La hipoteca energética es el coste mensual de la energía que necesita un edificio para que éste sea habitable. Hablamos de calefacción y refrigeración, de agua caliente, ventilación e iluminación. Pero también de la electricidad que consumen electrodomésticos, televisores y demás aparatos electrónicos. Lógicamente, todos estamos interesadísimos en reducir la hipoteca energética para mantener nuestras cuentas de ahorro saludables. Pero, ¿qué podemos hacer? O mejor aún, ¿hacia dónde focalizamos nuestros esfuerzos a la hora de diseñar?
Según datos de EUROSTAT de 2020, el sector residencial es responsable del 27,4% del consumo de energía global de la Unión Europea. Del total de la energía consumida en los hogares, un 62,8% corresponde a la calefacción.
Reducir la demanda de energía en calefacción es una de las claves para reducir la hipoteca energética de los hogares. Y no consiste solo en no encender la calefacción a costa de pasar frío en casa. La clave está en no encender la calefacción porque no la necesitas, porque has conseguido estar confortable sin prácticamente aporte de calor adicional.
Qué es un edificio pasivo
¿Cómo se consigue todo esto? Diseñando edificios pasivos, eficientes, ECCN, nZEB, ZE… o como quieras llamarlos, porque en esto también hay un buen jaleo. Para ponértelo más fácil, la realidad es que todos estos términos se refieren a lo mismo.
Un edificio pasivo es un edificio que tiene un rendimiento energético muy elevado gracias a un diseño y una construcción que demanda poca energía. Esto se consigue mediante una planificación arquitectónica minuciosa, aprovechando los recursos bioclimáticos que la naturaleza nos da gratis: buena orientación, aporte de radiación solar, sombreamiento, vientos… Y, por supuesto, gracias a una envolvente térmica excelente.
Las fachadas, cubiertas, forjados, carpinterías e instalaciones de un edificio pasivo deben diseñarse cuidadosamente con un objetivo claro: minimizar las demandas de calefacción y refrigeración.
Un ejemplo de la necesidad de incorporar estos criterios en nuestras viviendas lo encontramos en el mismo Código Técnico de la Edificación. En diciembre de 2019 se actualizó la normativa reguladora de la construcción de edificios en España para adaptarla a los requisitos de eficiencia energética actuales, cada vez más exigentes. El Código Técnico de la Edificación, en el documento DB HE, obliga a que todos los edificios se proyecten para un consumo de energía reducido y que este se satisfaga, en gran medida, mediante el uso de energía procedente de fuentes renovables. El CTE aún tiene margen para llegar al nivel de los estándares de construcción más exigentes del mercado, pero ¡esto ya es un paso importante!
La madera en los estándares de edificación de alta eficiencia energética
Los edificios pasivos se pueden construir con cualquier material: fábrica, hormigón, estructura de acero e incluso madera. Pero hacerlo con madera resulta mucho más sencillo. Una prueba de ello la encontramos en el estándar Passivhaus, un sello de certificación privado de origen alemán muy exigente en términos de eficiencia energética y ampliamente extendido en nuestro país.
Indagando en la base de datos de edificios certificados bajo este estándar observamos que más del 40% de los edificios Passivhaus están construidos con madera (4).
El estándar Passivhaus, impulsado por el Passive House Institute (PHI), permite cualquier sistema constructivo con la condición de que cumpla sus requisitos en cuanto a demanda máxima de calefacción y refrigeración, hermeticidad y demanda de energía primaria. Da igual que el edificio esté construido en fábrica, hormigón o madera siempre y cuando se cumplan objetivos. Que un 42,8% del total de los edificios construidos bajo el sello Passivhaus tengan estructura de madera prueba que la madera es un material excelente para construir edificios con un reducido consumo de energía.
En gran medida, esto es posible gracias a la reducida conductividad térmica de la madera. Como os contaba en los artículos de la serie sobre Cerramientos, la madera posee un coeficiente de conductividad térmico muy bajo comparado otros materiales utilizados habitualmente en edificación. La madera es mala conductora del calor y, por ello, resolver los puentes térmicos de un edificio de madera resulta mucho más fácil que hacerlo en uno construido en fábrica u hormigón.
Esta propiedad de la madera también ayuda a la hora de diseñar envolventes. Vamos a verlo con algunos ejemplos.
Ajustando el aislamiento al clima del lugar
En el CTE DB HE encontramos los requisitos que debe cumplir la envolvente térmica independientemente de los materiales con los que esté construida. Aquí aparece el coeficiente U o coeficiente de transmitancia térmica.
Este valor indica la cantidad de calor que se transfiere a través de un elemento sobre un área determinada si la diferencia de temperatura entre ambos lados del elemento es de un grado. Cuanto menor sea el valor U, menor es la tasa de transferencia de calor y mejor será la propiedad aislante del elemento. U es el valor que nos permite evaluar térmicamente al mismo nivel dos soluciones para un cerramiento compuesto por materiales distintos. Entre un muro de CLT y otro de termoarcilla, por ejemplo.
Como hemos visto, la pérdida total de calor a través de un cerramiento está relacionada con el área, las propiedades y el espesor del material, y también con la diferencia de temperatura. El clima es el que determina la diferencia de temperatura. La temperatura hacia el interior del cerramiento es la temperatura de confort, que se sitúa entre los 20ºC y los 25ºC a lo largo del año. La temperatura exterior depende del clima del lugar donde se ubica el edificio.
Por tanto, cuando se diseñan cerramientos es esencial tener en cuenta el clima local. Tenemos claro que no es lo mismo vivir en las montañas de la sierra de Madrid que en la costa sur de Tenerife, ¿verdad? Pues con el diseño de los cerramientos ocurre lo mismo. Debemos ajustar con inteligencia el nivel de aislamiento para que exista un equilibrio entre demanda de energía y coste económico de construcción de la envolvente.
El CTE también establece las exigencias de aislamiento en función del emplazamiento del edificio. En función de la severidad climática en invierno existen 6 zonas climáticas diferentes: A, B, C, D, E y alfa (correspondiente a las islas Canarias). Para cada una de ellas establece los valores máximos (límite) de transmitancia térmica permitidos.
Imagen 8. Valores orientativos de transmitancia térmica. Izquierda. Mapa de las zonas climáticas de España. Fuente: Calor y frío (5). Autor de imagen/artículo: Idoia Arnabat. Derecha: Fuente de imagen: CTE (6).
En el anejo E del mismo documento encontramos los valores orientativos de transmitancias para cumplir los requisitos térmicos de la envolvente. Estos son los valores que vamos a utilizar como referencia en el siguiente ejemplo.
Cerramiento de muro: CLT vs. termoarcilla
En este ejemplo vamos a diseñar la estratigrafía de un muro de fachada para tres zonas climáticas diferentes. Lo haremos en versión madera (CLT) y en termoarcilla, para analizar las diferencias de espesor entre ambos sistemas constructivos.
- El muro 1 está situado en la sierra de Madrid, a 1055 msnm. Zona climática E.
- El muro 2 se encuentra en la ciudad de A Coruña, muy próximo al mar. Le corresponde la zona climática C.
- El muro 3 está situado en Lanzarote, en Caleta de Famara, al lado de la costa. Zona climática alfa.
Todas las soluciones van a cumplir los niveles de transmitancia orientativos recomendados por el Código Técnico (CTE DB HE Anejo E Tabla A).
AVISO A NAVEGANTES
En los ejemplos siguientes se muestran tres soluciones de muro para la misma zona climática. La primera de ellas es un muro de CLT de 100 mm de espesor. La segunda solución se resuelve en muro de fábrica de termoarcilla de 14 cm, ajustando el espesor del aislamiento hasta igualar el valor de transmitancia de la solución en CLT. En la tercera solución, también de termoarcilla, se ha utilizado el espesor de aislamiento de mercado más próximo a la solución anterior. De esta forma comparando las soluciones 1 y 3 podemos analizar situaciones constructivas reales.
Los valores de conductividad térmica utilizados para los materiales son los siguientes:
- CLT λ = 0.130 W/mK
- Termoarcilla λ = 0.286 W/mK
- Aislamiento SATE EPS λ = 0.032 W/mK
EJEMPLOS
MURO 1 / Madrid / zona climática E / U < 0,23 W/m²K
El CLT permite resolver el muro en un 12 % menos de espesor que la solución en termoarcilla. El espesor del muro en CLT se reduce 40 mm con respecto a la solución 2 de termoarcilla.
MURO 2 / A Coruña / zona climática C / Umuro < 0,29 W/m²K
En esta zona climática, el CLT permite resolver el muro en un 19 % menos de espesor que la solución en termoarcilla. El espesor del muro en CLT se reduce 60 mm con respecto a la solución 2 de termoarcilla.
MURO 3 / A Coruña / zona climática C / Umuro < 0,56 W/m²K
El CLT permite resolver el muro en casi un 19 % menos de espesor que la solución en termoarcilla. El espesor del muro en CLT se reduce 50 mm con respecto a la solución 2 de termoarcilla.
Conclusiones
Con esta serie de ejemplos en diferentes zonas climáticas hemos demostrado que utilizar madera ayuda a resolver cerramientos en menor espesor, gracias a los bajos valores de transmitancia térmica del material.
Para valores más reducidos de transmitancia, la diferencia de espesor entre la solución en CLT y termoarcilla oscila alrededor de los 50 mm, siendo siempre más grueso el muro de termoarcilla.
Si en lugar de CLT se opta por entramado ligero, en zonas climáticas más adversas y cuando se requiera llegar a valores bajos de transmitancia, la diferencia de espesor entre soluciones en madera y termoarcilla es aún mayor.
Por lo tanto, aparte de las ventajas térmicas y de resolución de puentes térmicos, construir con madera ayuda a que la relación entre superficie útil y superficie construida de un edificio sea mejor. A mismos metros cuadrados construidos hay más metros cuadrados útiles.
Por último, para ir acabando por hoy, me despido con un asunto importante que a veces olvidamos. No permitas que se comparen peras con manzanas. Utilizar el valor U es la única vía para contrastar las características térmicas de dos estratigrafías con materiales diferentes.
2.Referencias
- (1) Sitio web: Eurostat. Consumos de energía por tipo de uso en edificios de uso residencial (2020).
- (2) Sitio web: Fundeu. Sobre la expresión casa pasiva.
https://www.fundeu.es/recomendacion/casa-pasiva-expresion-valida/
- (3) Sitio web: LETI Climate Emergency Design Guide
- (4) Sitio web: Passive House Database
https://passivehouse-database.org/index.php
- (5) Sitio web: Caloryfrio.com. Mapa de las zonas climáticas de España según CTE.
https://www.caloryfrio.com/calefaccion/zonas-climaticas-espana-segun-cte.html
- (6) Sitio web: CTE. Documento básico Ahorro de Energía.
https://www.codigotecnico.org/DocumentosCTE/AhorroEnergia.html
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Editores del post: Maderayconstruccion
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