ESTUDIO DE MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO EN EDIFICIOS by Araceli Perez Martín

Grado en Ciencia y Tecnología de la Edificación O0`+¡

Trabajo Final de Grado Curso 2019/2020

ESTUDIO DE MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO EN EDIFICIOS APLICACIÓN AL AULARIO MARÍA DE GUZMÁN

Autor: Araceli Pérez Martín Grupo 301 Julio 2020

ESTUDIO DE MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO EN EDIFICIOS

TRABAJO FINAL DE GRADO

Grado en Ciencia y Tecnología de la Edificación Trabajo Final de Grado Curso 2019/2020

ESTUDIO DE MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO EN EDIFICIOS APLICACIÓN AL AULARIO MARÍA DE GUZMÁN Autor: Araceli Pérez Martín

Tutores: Fernando Da Casa Martín

Grupo 301

Jorge Carlos Delgado García

Julio 2020 TRIBUNAL

Presidente: ………………………………………………………………………………………………………. Vocal 1: …………………………………………………………………………………………………………. Vocal 2: …………………………………………………………………………………………………………. CALIFICACIÓN: FECHA: 1

ESTUDIO DE MEDIDAS DE AHORRO ENERGÃ&#x2030;TICO EN EDIFICIOS

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“Somos la primera generación que conscientemente entrega a sus hijos este planeta finito, sujeto a un equilibrio tan delicado, en peor estado del que lo recibimos.” -Brian Edwards-

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A todos los profesores que he tenido la oportunidad de conocer durante la etapa académica, siempre comprometidos y dispuestos a ayudar a sus alumnos. De ellos he aprendido un sinfín de cosas, desde el punto de vista académico hasta el personal, me llevo un trocito de cada uno de vosotros A mis compañeros de la titulación, por apoyarnos día a día y formar parte de mi vida durante estos últimos años. Especial agradecimiento a Tamara, Esther y Pablo, compañeros y buenos amigos desde el primer momento y con los que he compartido tantas experiencias, estoy segura de que sin vosotros no hubiese llegado a terminar esta etapa. A mis amigas y amigos de toda la vida, siempre dispuestos a sacarme una sonrisa con los momentos más pequeños, consiguiendo que me evadiese por unos instantes de las horas dedicadas a este Trabajo. A mis padres, pilares fundamentales en mi vida, por mostrarme su apoyo incondicional siempre y en todo momento, a ellos que han visto tan de cerca cada una de las etapas de elaboración de este Trabajo de Fin de Grado, sobre todo por la situación tan atípica de confinamiento que nos ha tocado vivir, por aguantarme durante todos estos días y darme ánimos en mis peores momentos pero también ser parte de los mejores. A mi hermana, mi referente a seguir, por llenarme de ganas para realizar esta temática compartiendo nuestros puntos de vista, por creer en mí y ayudarme siempre en todo lo posible. A todos vosotros, os daría las gracias una y mil veces.

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RESUMEN

ABSTRACT

La preocupación constante sobre el impacto ambiental que genera el sector de la construcción en nuestro país, hace necesario un cambio en la forma de diseño y construcción actual de los edificios hacia nuevas técnicas y materiales que sean más respetuosos con el medio ambiente y que mejoren, al mismo tiempo, la eficiencia energética y el confort térmico del interior de los mismos. Todo ello lleva consigo el uso racional de los recursos energéticos y materiales, junto con la investigación de nuevas fuentes de energía e innovaciones tecnológicas.

The constant concern about the environmental impact generated by the construction sector in our country, makes it necessary to change the way in which buildings are designed and constructed today towards new techniques and materials that are more respectful of the environment and at the same time improve energy efficiency and thermal comfort inside them. All this involves the rational use of energy and material resources, together with research into new energy sources and technological innovations. With the application of architecture based on sustainable indicators we can avoid the increase of harmful gases emissions into the atmosphere, and even in some cases eliminate them, thus reducing the environmental impact generated by the construction, use, maintenance and demolition of buildings.

Con la aplicación de una arquitectura basada en indicadores sostenibles podemos evitar el aumento de las emisiones de gases nocivos a la atmósfera, e incluso en algunos casos llegar a eliminarlos, disminuyendo de esta manera el impacto ambiental que genera la construcción, uso, mantenimiento y demolición de los edificios.

With the elaboration of this work, we intend to enter the world of sustainable architecture through the concepts and theory, using as a practical application of them an existing building, the Aulario María de Guzmán.

Con la elaboración de este trabajo se pretende adentrarse en el mundo de la arquitectura sostenible a través de los conceptos y la teoría, empleando como aplicación práctica de los mismos un edificio existente, el Aulario María de Guzmán.

Keywords: Sustainability Innovation Efficiency Renewable energy Thermal confort Aulario María de Guzmán

Palabras clave: Sostenibilidad Innovación Eficiencia Energía renovable Confort térmico Aulario María de Guzmán

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ÍNDICE

4.3.1.

SISTEMAS CONSTRUCTIVOS Y MATERIALES................................................ 25

4.3.2.

INSTALACIONES .................................................................................................... 28

4.4. 1.

INTRODUCCIÓN .................................................................................................................. 11 1.1.

PRESENTACIÓN ............................................................................................................ 11

1.2.

MOTIVACIÓN ................................................................................................................. 11

1.3.

OBJETIVOS ..................................................................................................................... 11

1.4.

METODOLOGÍA ............................................................................................................. 12

4.4.1. 4.5.

PARTE I – ANTECEDENTES Y MARCOS DE REFERENCIA ............................................ 13 2.

SITUACIÓN A NIVEL MUNDIAL ................................................................................ 14

2.2.

FACTORES CAUSANTES DEL IMPACTO AMBIENTAL EN LA EDIFICACIÓN .. 15

2.2.1.

OCUPACIÓN DEL SUELO ..................................................................................... 15

2.2.2.

EMISIONES CONTAMINANTES .......................................................................... 15

2.2.3.

CONSUMO DE RECURSOS NATURALES .......................................................... 16

2.2.4.

GENERACIÓN DE RESIDUOS .............................................................................. 16

2.3. 3.

IMPACTO AMBIENTAL CAUSADO POR EL SECTOR DE LA CONSTRUCIÓN ... 14 2.1.

NECESIDAD DE CAMBIO ............................................................................................ 16

SOSTENIBILIDAD APLICADA A LA EDIFICACIÓN .................................................. 17 3.1.

DISMINUCIÓN DE MANTENIMIENTO Y COSTE DE LOS EDIFICIOS ................. 18

PARTE II – ESTUDIO INICIAL DEL AULARIO MARIA DE GUZMÁN........................... 20 4.

CONDICIONANTES DE PARTIDA ................................................................................... 21 4.1.

SITUACIÓN Y EMPLAZAMIENTO .............................................................................. 21

4.2.

HISTORIA DEL EDIFICIO ............................................................................................. 22

4.3.

DESCRIPCIÓN DEL EDIFICIO ..................................................................................... 23

VISITAS Y TRABAJO DE CAMPO ............................................................................... 31

4.5.1.

VISITA DE CAMPO 1: 21-OCT-2019 ..................................................................... 31

4.5.2.

VISITA DE CAMPO 2: 24-10-2019 ......................................................................... 33

4.5.3.

VISTITA DE CAMPO 3: 26-12-2019 ...................................................................... 34

4.5.4.

VISITA DE CAMPO 4: 14-01-2020 ......................................................................... 35

ANÁLISIS DEL ESTADO ACTUAL DE LA EDIFICACIÓN ......................................... 36 5.1.

ESTUDIO DE SOLEAMIENTO ...................................................................................... 36

5.2.

ESTUDIO DE LA ZONA DE CONFORT TÉRMICO .................................................... 39

5.3.

DIAGNÓSTICO SITUACIÓN DE PARTIDA ................................................................ 44

SINTESIS DE VALORES Y POSIBILIDADES ................................................................. 46 6.1.

MURO TROMBE ............................................................................................................. 47

6.2.

SISTEMA DE DOBLE PIEL ........................................................................................... 48

6.3.

MÓDULOS SOLARES FOTOVOLTAICOS .................................................................. 49

6.4.

SISTEMA DE AISLAMIENTO TÉRMICO POR EL EXTERIOR (SATE) ................... 50

PARTE III - DESARROLLO DE LA PROPUESTA CONCRETA ........................................ 54

DISMINUCIÓN DE RESIDUOS Y EMISIONES .......................................................... 18

3.4. AUMENTO DE LA CALIDAD DE VIDA DE LOS OCUPANTES DE LOS EDIFICIOS .................................................................................................................................. 18 3.5.

MARCO CLIMATOLÓGICO DE ALCALÁ DE HENARES ................................. 30

6.5. PROCESO DE SELECCIÓN DE LA PROPUESTA CONCRETA A DESARROLLAR ........................................................................................................................ 51

OPTIMIZACIÓN DE LOS RECURSOS NATURALES Y ARTIFICIALES ................ 17

3.2. DISMINUCIÓN DEL CONSUMO ENERGÉTICO Y USO DE ENERGÍAS NATURALES .............................................................................................................................. 17 3.3.

PARÁMETROS CLIMÁTICOS ...................................................................................... 29

DEFINICIÓN DE LA PROPUESTA ................................................................................... 55 7.1.

SELECCIÓN DEL TIPO DE INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA ................................ 55

7.2.

SELECCIÓN DEL TIPO DE MÓDULO FOTOVOLTAICO ......................................... 55

7.3.

FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA ........................................................................... 57

7.4.

NÚMERO DE MÓDULOS FV INSTALADOS EN EL EDIFICIO ................................ 57

7.4.1.

CUMPLIMIENTO DE LA EXIGENCIA ................................................................. 57

7.4.2.

CÁLCULO DEL NÚMERO DE MÓDULOS FOTOVOLTAICOS A INSTALAR 57

DISEÑO DE LA PROPUESTA ............................................................................................ 59 8.1.

REPLANTEO DE LOS VIDRIOS DEL SISTEMA DE DOBLE PIEL .......................... 59

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8.2. 9.

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ESTADO ACTUAL VS ESTADO REFORMADO ........................................................ 60

PROCESO DE INSTALACIÓN Y MONTAJE .................................................................. 61 9.1.

MONTAJE DEL SISTEMA DE DOBLE PIEL ............................................................... 61

9.2.

INSTALACIÓN ELÉCTRICA FOTOVOLTAICA ......................................................... 62

10. PLANIFICACIÓN DE LA OBRA ....................................................................................... 63 11. ANÁLISIS ECONÓMICO .................................................................................................... 64 12. ESTUDIO DE VIABILIDAD DE LA PROPUESTA ......................................................... 65 12.1. REPERCUSIÓN AMBIENTAL....................................................................................... 65 12.2. REPERCUSIÓN ECONÓMICA ...................................................................................... 66 12.2.1. GASTO ANUAL CONSUMO ELÉCTRICO DEL EDIFICIO SIN APLICACIÓN DE LA PROPUESTA .............................................................................................................. 66 12.2.2. GASTO ANUAL CONSUMO ELÉCTRICO DEL EDIFICIO CON APLICACIÓN DE LA PROPUESTA .............................................................................................................. 67 12.2.3. AHORRO Y PAYBACK DE LA PROPUESTA ...................................................... 68 12.3. SÍNTESIS DEL ESTUDIO DE VIABILIDAD DE LA PROPUESTAS ......................... 68 13. CONCLUSIONES .................................................................................................................. 69 13.1. CONCLUSIÓN TÉCNICA .............................................................................................. 69 13.2. VALORACIÓN PERSONAL .......................................................................................... 69 14. BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................................... 70 15. PLANOS .................................................................................................................................. 75 16. ANEXOS…...............................................................................................................................93

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Ilustraciรณn 33. Grรกfico promedio temperaturas mรกximas y mรญnimas en Alcalรก de Henares. Fuente: Weather Spark. ..................................................................................................................................................... 30 Ilustraciรณn 34. Grรกfico promedio precipitaciones en Alcalรก de Henares. Fuente: Weather Spark. ............... 31 Ilustraciรณn 35. Grรกfico promedio velocidad del viento en Alcalรก de Henares. Fuente: Weather Spark. ...... 31 Ilustraciรณn 36. Aula 4 segunda planta. Fuente: Elaboraciรณn propia. ............................................................. 31 Ilustraciรณn 37. Aula informรกtica 2 planta sรณtano. Fuente: Elaboraciรณn propia. ............................................ 31 Ilustraciรณn 38. Entrada de luz biblioteca. Fuente: Elaboraciรณn propia. ......................................................... 31 Ilustraciรณn 39. Lucernario pasillo zona aulas. Fuente: Elaboraciรณn propia. .................................................. 31 Ilustraciรณn 40. Fachada noroeste. Fuente: Elaboraciรณn propia. ..................................................................... 32 Ilustraciรณn 41. Puerta de acceso principal al edificio. Fuente: Elaboraciรณn propia. ...................................... 32 Ilustraciรณn 42. Detalle de fachada principal del aulario. Fuente: Elaboraciรณn propia. .................................. 32 Ilustraciรณn 43. Detalle de fachada principal del aulario. Fuente: Elaboraciรณn propia. .................................. 32 Ilustraciรณn 44. Fachada principal del aulario. Orientaciรณn sureste. Fuente: Elaboraciรณn propia. ................. 32 Ilustraciรณn 45. Detalle fachada noroeste. Fuente: Elaboraciรณn propia. ......................................................... 32 Ilustraciรณn 46. Fachada noroeste. Acceso al patio trasero. Fuente: Elaboraciรณn propia. .............................. 32 Ilustraciรณn 47. Despachos archivo universitario planta sรณtano. Fuente: Elaboraciรณn propia. ....................... 33 Ilustraciรณn 48. Equipos climรกticos despachos archivo. Fuente: Elaboraciรณn propia. ............................... 33 Ilustraciรณn 49. Humedades almacรฉn planta sรณtano. Fuente: Elaboraciรณn propia .......................................... 33 Ilustraciรณn 50. Humedades despacho archivo planta sรณtano. Fuente: Elaboraciรณn propia. ........................... 33 Ilustraciรณn 51. Depรณsito archivo universitario. Fuente: Elaboraciรณn propia. .......................................... 33 Ilustraciรณn 52. Acceso archivo planta sรณtano. Fuente: Elaboraciรณn propia. ........................................... 33 Ilustraciรณn 53. Despacho archivo universitario. Fuente: Elaboraciรณn propia. ............................................... 33 Ilustraciรณn 54. Depรณsito archivo universitario. Fuente: Elaboraciรณn propia. .............................................. 33 Ilustraciรณn 56. Vestรญbulo planta sรณtano. Fuente: Elaboraciรณn propia. ........................................................... 33 Ilustraciรณn 55. Terraza despacho archivo universitario. Fuente: Elaboraciรณn propia. .................................. 33 Ilustraciรณn 59. Croquis toma de medidas fachada noreste. Fuente: Elaboraciรณn propia. .............................. 34 Ilustraciรณn 57. Lucernario noreste. Fuente: Elaboraciรณn propia.................................................................... 34 Ilustraciรณn 58. Toma de datos. Fuente: Elaboraciรณn propia. ......................................................................... 34 Ilustraciรณn 60. Fachada noroeste. Fuente: Elaboraciรณn propia. ..................................................................... 34 Ilustraciรณn 61. Fachada noreste. Fuente: Elaboraciรณn propio........................................................................ 34 Ilustraciรณn 62. Escalera salida de emergencia. Fuente: Elaboraciรณn propia. ................................................. 35 Ilustraciรณn 63. Puerta acceso al patio trasero. Fuente: Elaboraciรณn propia. .................................................. 35 Ilustraciรณn 64. Croquis forjados y muros Aulario Marรญa de Guzmรกn. Fuente: Elaboraciรณn propia. ............. 35 Ilustraciรณn 65. Croquis salida al patio trasero. Fuente: Elaboraciรณn propia. ................................................. 35 Ilustraciรณn 66. Croquis muros Aulario Marรญa de Guzmรกn. Fuente: Elaboraciรณn propia. .............................. 35 Ilustraciรณn 67. Carta solar 54ยบ noreste. Fuente: Elaboraciรณn propia. ............................................................ 36 Ilustraciรณn 68. Esquema representaciรณn de las fachadas del edificio. Fuente: Elaboraciรณn propia............... 36 Ilustraciรณn 69. Trayectoria solar de invierno. Fuente: Elaboraciรณn propia. .................................................. 37 Ilustraciรณn 70. Carta solar 145ยบ noreste. Fuente: Elaboraciรณn propia. .......................................................... 37 Ilustraciรณn 71. Trayectoria solar de verano. Fuente: Elaboraciรณn propia. ..................................................... 37 Ilustraciรณn 72. Trayectoria solar de invierno. Fuente: Elaboraciรณn propia. .................................................. 37 Ilustraciรณn 73. Trayectoria solar de verano. Fuente: Elaboraciรณn propia. ..................................................... 38 Ilustraciรณn 74. Carta solar 234ยบ noreste. Elaboraciรณn propia. ....................................................................... 38 Ilustraciรณn 75. Carta solar 325ยบ noreste. Fuente: Elaboraciรณn propia. .......................................................... 38 Ilustraciรณn 76. Trayectoria solar de invierno. Fuente: Elaboraciรณn propia. .................................................. 38

INDICE DE ILUSTRACIONES Ilustraciรณn 1. Principales emisiones de CO2. Fuente: elordenmundial.com ................................................. 14 Ilustraciรณn 2. El efecto invernadero. Fuente: Acciona. ....................................................................... 15 Ilustraciรณn 3. Esquema de los tres objetivos para lograr un desarrollo sostenible. Fuente: internet. ........... 17 Ilustraciรณn 4. Fachada principal del aulario Marรญa de Guzmรกn. Fuente: Google maps. ............................... 20 Ilustraciรณn 5. Vista satรฉlite ubicaciรณn de la edificaciรณn. Fuente: Google maps. ........................................... 21 Ilustraciรณn 6. Plano distribuciรณn de parcelas, ubicaciรณn de la edificaciรณn. Fuente: Catastro. ...................... 21 Ilustraciรณn 7. Vista aรฉrea del conjunto arquitectรณnico del monasterio de San Basilio. Fuente: OGIM. ....... 21 Ilustraciรณn 8. Estado actual del interior de la antigua cรกrcel La Galera. Fuente: elaboraciรณn propia. .......... 22 Ilustraciรณn 9. Restos de la Iglesia del antiguo Colegio de Carmelitas Descalzos. Fuente: Archivo Universitario. ......................................................................................................................................... 22 Ilustraciรณn 10. Antigua cรกrcel de mujeres "La Galera" en 1915. Fuente: Tomรกs de Gracia Rico. ............... 22 Ilustraciรณn 11. Entrada principal antigua cรกrcel de mujeres "La Galera. Fuente: Internet ............................ 22 Ilustraciรณn 12. Secciรณn de la nave sur de la Galera antes de dar comienzo las obras del aulario. Fuente: Archivo Universitario............................................................................................................................ 22 Ilustraciรณn 13. Representaciรณn de las cuatro fachadas del edificio. Fuente: Google maps. .......................... 23 Ilustraciรณn 14. Representaciรณn de volรบmenes del Aulario Marรญa de Guzmรกn. Fuente: Elaboraciรณn propia. 23 Ilustraciรณn 15. Fase de construcciรณn del aulario. Fuente: Archivo Universitario. ........................................ 25 Ilustraciรณn 16. Fase de construcciรณn del aulario. Fuente: Archivo Universitario ......................................... 25 Ilustraciรณn 17. Fase de construcciรณn del aulario. Agua del nivel freรกtico. Losa y muro de contenciรณn para aislamiento. Fuente: Archivo Universitario. ......................................................................................... 25 Ilustraciรณn 18. Fase de construcciรณn del aulario. Vista general de excavaciรณn con preparaciรณn de armado de losa. Se ve el nivel freรกtico con el agua a nivel de losa y cimentaciรณn. Fuente: Archivo Universitario. ............................................................................................................................................................... 25 Ilustraciรณn 19. Fase de construcciรณn del aulario. Detalle del muro testero a reconstruir. Se dejรณ ataluzada la tierra para su contenciรณn una vez derribados los tramos previstos en proyecto. Fuente: Archivo Universitario. ......................................................................................................................................... 25 Ilustraciรณn 20. Entrada principal del edificio. Fuente: Elaboraciรณn propia. .................................................. 26 Ilustraciรณn 21. Detalle constructivo junta de dilataciรณn. Fuente: Planos originales del proyecto Aulario Marรญa de Guzmรกn. .................................................................................................................... 26 Ilustraciรณn 22. Hall de entrada. Fuente: Elaboraciรณn propia. ........................................................................ 26 Ilustraciรณn 23. Conserjerรญa. Fuente: Elaboraciรณn propia. .............................................................................. 26 Ilustraciรณn 24. Cerramiento zona aulas. Fuente: Elaboraciรณn propia............................................................ 26 Ilustraciรณn 25. Pasillo zona aulas. Fuente: Elaboraciรณn propia. .................................................................... 26 Ilustraciรณn 26. Detalle forjado de chapa colaborarte. Fuente: Planos originales del proyecto Aulario Marรญa de Guzmรกn ..................................................................................................................... 27 Ilustraciรณn 27. Vidrio Climalit muro cortina acristalado. Fuente: Elaboraciรณn propia. ................................ 27 Ilustraciรณn 28. Detalle constructivo vidrio Climalit. Fuente: Planos originales del proyecto Aulario Marรญa de Guzmรกn. ........................................................................................................................................... 27 Ilustraciรณn 29. Secciรณn constructiva transversal. Fuente Planos originales del proyecto Aulario Marรญa de Guzmรกn. ................................................................................................................................................ 27 Ilustraciรณn 30. Biblioteca. Fuente: Elaboraciรณn propia. ................................................................................ 28 Ilustraciรณn 31. Construcciรณn muros de la biblioteca de ladrillo. Fuente: Archivo universitario. .................. 28 Ilustraciรณn 32. Clasificaciรณn climas. Fuente: Wikipedia ............................................................................... 29

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Ilustración 77. Trayectoria solar de verano. Fuente: Elaboración propia...................................................... 39 Ilustración 78. Diagrama de Givoni Fuente: Internet .................................................................................... 39 Ilustración 79. Diagrama de Givoni Diciembre sin estrategias bioclimáticas. Fuente: Elaboración propia. 40 Ilustración 80.Diagrama de Givoni Diciembre con estrategias bioclimáticas. Fuente: Elaboración propia. 41 Ilustración 81.Diagrama de Givoni Marzo sin estrategias bioclimáticas. Fuente: Elaboración propia. ........ 41 Ilustración 82.Diagrama de Givoni Marzo con estrategias bioclimáticas. Fuente: Elaboración propia........ 42 Ilustración 83. Diagrama de Givoni Junio sin estrategias bioclimáticas. Fuente: Elaboración propia. ........ 42 Ilustración 84. Diagrama de Givoni Junio con estrategias bioclimáticas. Fuente: Elaboración propia. ....... 43 Ilustración 85.Diagrama de Givoni Septiembre sin estrategias bioclimáticas. Fuente: Elaboración propia. 43 Ilustración 86. Diagrama de Givoni Septiembre con estrategias bioclimáticas. Fuente: Elaboración propia. ............................................................................................................................................................... 44 Ilustración 87. Selección de la zona de la fachada sureste a trabajar. Fuente: google maps. ........................ 46 Ilustración 88. Plano planta baja representación de la zona a intervenir. Fuente: Elaboración propia. ........ 46 Ilustración 89. Funcionamiento Muro Trombe durante el invierno. Fuente: Elaboración propia. ................ 47 Ilustración 90. Funcionamiento Muro Trombe durante el verano. Fuente: Elaboración propia. .................. 47 Ilustración 91. Centro cultural de Arama, País Vasco. Fuente: Prodema ..................................................... 48 Ilustración 92. Caixa forumn Madrid. Fuente: Internet................................................................................. 48 Ilustración 93. Funcionamiento fachada ventilada. Fuente: Elaboración propia. ......................................... 48 Ilustración 94.Materiales de un módulo fotovoltaico. Fuente: esenergía.es ................................................. 49 Ilustración 95. Funcionamiento de sistema fotovoltaico. Fuente: internet. ................................................... 49 Ilustración 96. Sistema de aislamiento térmico por el exterior. Fuente: Elaboración propia. ....................... 50 Ilustración 97. Sección Muro trombe en Aulario María de Guzmán. Fuente: Elaboración propia. ......... 51 Ilustración 98. Representación gráfica aplicación Muro trombe en Aulario María de Guzmán. Fuente: Elaboración propia. ............................................................................................................................... 52 Ilustración 99.Representación gráfica aplicación Muro trombe en Aulario María de Guzmán. Fuente: Elaboración propia. ............................................................................................................................... 52 Ilustración 100. Sección SATE en Aulario María de Guzmán. Fuente: Elaboración propia. ....................... 52 Ilustración 101. Representación gráfica aplicación SATE en Aulario María de Guzmán. Fuente: Elaboración propia. ............................................................................................................................... 53 Ilustración 102. Esquema instalación fotovoltaica conectada a red. Fuente: Internet................................... 55 Ilustración 103. Esquema funcionamiento fachada fotovoltaica. Fuente: Elaboración propia. .................... 57 Ilustración 104. Replanteo vidrios sistema de doble piel fachada sureste. Fuente: Elaboración propia. ...... 59 Ilustración 105. Replanteo vidrios sistema de doble piel fachada noreste. Fuente: Elaboración propia. ...... 59 Ilustración 106. Estado actual fachada sureste Aulario María de Guzmán, Fuente: Elaboración propia...... 60 Ilustración 107. Estado reformado fachada sureste Aulario María de Guzmán. Fuente: Elaboración propia. ............................................................................................................................................................... 60 Ilustración 108. Estado actual fachada noreste Aulario María de Guzmán. Fuente: Elaboración propia. .... 60 Ilustración 109. Estado reformado fachada noreste Aulario María de Guzmán. Fuente: Elaboración propia. ............................................................................................................................................................... 60 Ilustración 110.Detalles sistema de anclaje sistema de doble piel. Fuente: Elaboración propia. .................. 61 Ilustración 112. Cubierta transitable P2. Fuente: elaboración propia. .......................................................... 62 Ilustración 111. Cuadro general del edificio. Fuente: elaboración propia..................................................... 62 Ilustración 113. Ubicación cuadros eléctricos y esquema instalación fotovoltaica. Fuente: Elaboración propia..................................................................................................................................................... 62

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TRABAJO FINAL DE GRADO

INDICE DE TABLAS Tabla 1. Cuadro de usos y superficies del edificio. Fuente: Elaboración propia. ......................................... 24 Tabla 2. Ventajas e inconvenientes muro trombe. Fuente: Elaboración propia. ........................................... 48 Tabla 3. Ventajas e inconvenientes sistema de doble piel. Fuente: Elaboración propia. .............................. 49 Tabla 4. Ventajas e inconvenientes módulos fotovoltaicos. Fuente: Elaboración propia. ............................ 50 Tabla 5. Ventajas e inconvenientes SATE. Fuente: Elaboración propia. ...................................................... 50 Tabla 6. Comparativa de las cuatro propuestas. Fuente: Elaboración propia................................................ 51 Tabla 7. Comparativa de los tres tipos de módulos fotovoltaicos. Fuente: Elaboración propia.................... 56 Tabla 8. Características del vidrio fotovoltaico instalado. Fuente: Elaboración propia. ............................... 56 Tabla 9. Fechas y duración de actividades. Diagrama de Gantt. Fuente: Elaboración propia. ..................... 63 Tabla 10. Actividades y duración. Diagrama de Gantt. Fuente: Elaboración propia .................................... 63 Tabla 11. Días festivos durante la actuación. Fuente: Elaboración propia. .................................................. 63 Tabla 12. Resumen presupuesto por capítulos. Fuente: Elaboración propia. ................................................ 64 Tabla 13. Estudio de viabilidad para la integración arquitectónica de módulos fotovoltaicos considerando una vida útil de 35 años. Fuente: Elaboración propia. .......................................................................... 65 Tabla 14. Previsión de potencia a instalar en el centro. Fuente: Elaboración propia. ................................... 66 Tabla 15. Consumo de energía anual por el centro. Fuente: Elaboración propia. ......................................... 66 Tabla 16. Importe factura de luz anual del centro sin aplicación de la propuesta. Fuente: Elaboración propia..................................................................................................................................................... 66 Tabla 17. Producción de energía anual del sistema fotovoltaico. Fuente: Elaboración propia. .................... 67 Tabla 18. Importe factura de la luz anual del centro con aplicación de la propuesta. Fuente: Elaboración propia..................................................................................................................................................... 67 Tabla 19. Ahorro y plazo de recuperación de la propuesta instalada en el centro. Fuente: Elaboración propia..................................................................................................................................................... 68

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1. INTRODUCCIÓN

de los mismos, distribución, puesta en obra, uso, mantenimiento y hasta su posterior reutilización y reciclaje al final de su vida útil. Todo esto origina entre un 35% y el 50% del total de emisiones de C02 a la atmósfera.

1.1.

Creo que debería haber una mayor concienciación por parte de la población sobre el gran impacto que estamos realizando y la transformación que está sufriendo nuestro planeta. Esto ocurre, no solo dentro del sector de la construcción sino en todos los sectores de trabajo e incluso en nuestras actividades diarias.

PRESENTACIÓN

Se expone aquí el Trabajo Final del Grado en Ciencia y Tecnología de la Edificación de la Universidad de Alcalá en el curso presente 2019/2020. La temática principal del trabajo es el estudio de medidas de ahorro energético en edificios, estudiando estas medidas como aplicación en el elemento seleccionado, el Aulario María de Guzmán.

Es por eso que, llegados a este punto, considero que como futura Arquitecta Técnica puedo aportar mi granito de arena a la causa contribuyendo a la investigación de nuevas técnicas y materiales constructivos, apostando por la integración de soluciones y recursos naturales más respetuosos con el medioambiente. Evitando, en la medida de lo posible, el aumento de las emisiones de gases nocivos a la atmósfera y disminuyendo el impacto ambiental que genera nuestro sector de trabajo, el de la construcción.

Para ello se han estudiado, en primer lugar, los factores de diseño que intervienen en una construcción sostenible y como potenciar el ahorro energético en ellos, aplicando medidas que contribuyan a la reducción del calentamiento global. A través de conceptos y teoría se pretende, con este trabajo, realizar un acercamiento al mundo de la arquitectura bioclimática, sirviendo como herramienta básica de estudio del desarrollo sostenible.

1.3.

Durante el desarrollo académico del grado en Ciencia y Tecnología de la Edificación, el alumno es capaz adquirir conceptos y recursos necesarios de las diferentes materias que conforman el grado, los cuales son plasmados en la elaboración final de este trabajo de fin de grado. Nos encontramos, por tanto, con uno de los retos finales del alumno antes de la culminación de dicho grado. Un trabajo, o estudio, que recoge la información fundamental del tema a tratar y que plasma, a la vez, las capacidades del alumno a la hora de resolver problemas, gestionar y organizar el tiempo, toma de decisiones de forma autónoma, aplicación de recursos aprendidos y competencias adquiridas durante el proceso académico. Saber gestionar y plasmar de forma correcta todas estas capacidades aprendidas es para mí, probablemente, el objetivo fundamental que se busca con la realización de este trabajo.

Asimismo, con la aplicación práctica de estos conceptos en un edificio existente se busca mostrar la elaboración de un proyecto real de rehabilitación para conseguir un ahorro energético con la aplicación de distintas medidas que den respuesta a los problemas que presenta el edificio y teniendo en cuenta la puesta en valor de la innovación de las mismas. Se concluye con la elección de la más adecuada para el edificio de estudio, valorando los factores ambientales y económicos que supondrá su puesta en práctica de cara a hacerse realidad y estudiando su viabilidad. Por lo tanto, se presenta, a continuación, el desarrollo del trabajo realizado.

1.2.

OBJETIVOS

La necesidad de cambio en la forma de construcción hacia nuevas técnicas y materiales más respetuosos con el medio ambiente, lleva consigo el estudio de uso, aplicación y funcionamiento de dichas técnicas. Otro de los objetivos principales de la elaboración de este trabajo, es el análisis de nuevas técnicas constructivas y estrategias bioclimáticas aplicables a edificios que consigan minorar o incluso eliminar las emisiones de CO2 a la atmósfera y, en definitiva, que reduzcan el impacto ambiental generado por la construcción de edificaciones. Así mismo, se estudiará la puesta en práctica de las mismas pasando por el conocimiento de su funcionamiento y repercusión en las edificaciones.

MOTIVACIÓN

¿Se puede construir de forma sostenible y eficiente realizando al mismo tiempo una buena edificación? ¿Tiene un mayor coste económico construir de forma sostenible que de forma convencional? ¿Es posible la construcción de edificios de consumo nulo? ¿Se puede evitar la emisión de gases de efecto invernadero que genera el uso de los edificios? ¿Es posible reducir el impacto medioambiental que produce el sector de la construcción?

Para lograr un análisis inicial correcto del edificio de estudio, el “Aulario María de Guzmán”, y llegar a conocer sus patologías y deficiencias energéticas, se utilizarán ciertas herramientas capaces de sintetizar esta información y proporcionar resultados fiables sobre la situación actual en la que se encuentra el edificio. Se busca, de esta manera, consolidar los conocimientos básicos de estas herramientas al mismo tiempo que obtener los resultados necesarios para dicho análisis inicial. Algunas de estas herramientas son; Sol-ar para la elaboración e interpretación de cartas solares o la herramienta Climate Consultant 6.0, la cual proporciona gráficos y cifras relevantes del comportamiento del clima y cómo afecta a la edificación. Cabe destacar la aportación del diagrama de Givoni por esta última herramienta, muy eficaz en análisis de la zona de confrot térmico y la determinación de las estrategias bioclimáticas más adecuadas para una edificación en concreto.

Estas son algunas de las preguntas que me he ido haciendo durante mi desarrollo académico en el grado en Ciencia y Tecnología de la Edificación y uno de los grandes motivos que me han llevado a realizar esta temática para el Trabajo de Fin de Grado. Desde que inicié mis estudios en este grado siempre me he interesado mucho por la problemática actual sobre el cambio climático y la explotación de los recursos naturales, estudiando cómo afecta la construcción de edificios a estos problemas y que impactos genera sobre el medio ambiente. El sector de la construcción provoca un gran impacto ambiental imposible de pasar por alto. Para la construcción de un edificio cualquiera hay que pasar por una serie de procesos los cuales generan gran cantidad de C02, desde la creación de los materiales de construcción del edificio, pasando por el transporte

Por otro lado, se busca profundizar en el conocimiento de la normativa actual vigente de Ahorro Energético de aplicación en edificios, así como la entrada en vigor de diversas normativas nacionales y europeas que condicionan el futuro de las nuevas edificaciones.

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La elaboración de este trabajo de fin de grado se desarrollará con el software de modelado BIM Autodesk Revit, en la medida de lo posible. El aprendizaje de este programa, es otro de los propósitos a alcanzar por el alumno. Este software ofrece múltiples funciones de modelado además de unas prestaciones visuales de acabados sobresalientes. Esto proporciona un punto a favor en lo que a planos se refiere, pues facilita la realización del diseño de la propuesta para el edificio, logrando unos acabados finales excelentes. También dispone de una herramienta de camino del sol que permite la realización de un estudio solar del edificio. Gracias a la elaboración de los planos a través de Revit, se logrará un conocimiento de la interfaz, comandos, modelado y demás herramientas que ofrece este programa, afianzando de esta manera su aprendizaje.

1.4.

Durante la cuarta fase, se desarrolla la propuesta concreta elegida, integrándola en el edificio y analizando su funcionamiento, sus ventajas y desventajas. También se aporta información y detalles específicos de los elementos que forman parte del sistema constructivo de la propuesta, así como el coste y el proceso de ejecución de la misma. Por último, correspondiente a la última fase, se realiza un estudio de viabilidad de la propuesta desarrollada haciendo referencia a las repercusiones ambientales y económicas. En las repercusiones ambientales, se analiza la disminución de CO2, junto con la mitigación de impactos ambientales que supondrá la integración de la propuesta en el edificio. Por otro lado, haciendo referencia a la repercusión económica se realiza un análisis de costes y una comparativa en el tipo de ahorro y amortización de la propuesta concluyendo con su viabilidad. Se aporta también en esta fase, los plazos y duración de la obra de construcción de la propuesta estudiada, considerando el momento en el que se desarrollará esta actuación y teniendo en cuenta los periodos de uso del edificio por parte de sus ocupantes.

METODOLOGÍA

Este trabajo de fin de grado se ha realizado en la modalidad de movilidad, por eso ha sido elaborado de principio a fin por una única persona al contrario que la modalidad presencial en la que se divide a los alumnos en grupos para realizar el trabajo. Es por eso que la metodología a seguir en este caso, ha sido diferente a la del resto de grupos pero siempre intentando adaptarse al máximo al seguimiento del planteamiento metodológico del trabajo aportado por los profesores. Se puede decir que el desarrollo de este trabajo se ha dividido en cinco fases bien definidas. En primer lugar se ha realizado una fase previa de investigación y búsqueda de información general de los campos de estudio actuales sobre la sostenibilidad, los impactos ambientales, el efecto del cambio climático y cómo influye la actividad del ser humano en estos últimos conceptos. Todo ello, investigado más a fondo en lo respectivo al área de la construcción para saber cuál es la situación de este sector actualmente. Del mismo modo, se ha estudiado el avance de las nuevas tecnologías e innovaciones en construcción sostenible que estamos presenciando hoy en día y como integrarlas en los edificios para poder mitigar los efectos negativos que causa la construcción y el uso de los edificios sobre el medio ambiente. La información obtenida en esta fase previa se ha sintetizado al incluirla en el trabajo, sirviendo de base inicial y punto de partida para los estudios que le siguen. Para la segunda fase, se ha seleccionado el elemento de trabajo específico, en este caso se trata de una edificación existente. Se han realizado varias visitas y trabajos de campo estableciendo las primeras tomas de contacto con el edificio y obteniendo la información necesaria para su estudio y conocimiento a fondo. Al mismo tiempo se ha desarrollado un análisis en profundidad de las deficiencias energéticas que presenta el edificio así como de los problemas que condicionan el bienestar de sus ocupantes. Toda la información obtenida en el estudio y análisis inicial da lugar a un diagnóstico del estado actual de la edificación que logra una visión conjunta de la misma, creando un punto de partida en el proceso de selección de los problemas a resolver. Una vez justificada y definida la zona concreta de actuación del edificio, se inicia la tercera fase en la cual se realiza una selección de estrategias bioclimáticas y soluciones constructivas específicas para su investigación e integración en el edificio que sean capaces de dar respuesta a la resolución de ciertos problemas que presenta el mismo, priorizando el ahorro energético como primer factor a resolver. Se concluye, en esta fase, con la elección de la propuesta o propuestas que más se ajusten a esos problemas y al conjunto arquitectónico del edificio.

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PARTE I – ANTECEDENTES Y MARCOS DE REFERENCIA Esta parte del trabajo está dedicado a una introducción de forma general del impacto ambiental que se está produciendo actualmente en el mundo estudiando concretamente ese impacto asociado al sector de la construcción Se pondrán de manifiesto los problemas asociados al proceso de construcción de edificios así como la utilización del mismo durante su vida útil. Se aclararán conceptos de gran importancia para el seguimiento del trabajo en sus futuros apartados, y se describirán los indicadores de una arquitectura sostenible mostrando ejemplos sobre cada uno de ellos.

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2. IMPACTO AMBIENTAL CAUSADO POR EL SECTOR DE LA CONSTRUCIÓN En España, el sector de la construcción es uno de los que más impacto ambiental provoca, entendiéndose impacto como: Los efectos causados por una actividad propuesta en el medio ambiente, incluidos la salud y la seguridad de los seres humanos, la flora, la fauna, el suelo, la atmósfera, el agua, el clima, el paisaje y los monumentos históricos u otras estructuras materiales o la interacción entre estos factores; incluye asimismo las repercusiones sobre el patrimonio cultural o las condiciones socioeconómicas que se deriven de las alteraciones de esos factores. Naciones Unidas, 1991, Convenio sobre la evaluación del impacto ambiental en un contexto trasfronterizo, Finlandia, pp. 2. Por tanto, podemos deducir que cualquier modificación que realicemos en el terreno para la construcción de un edificio será considerado como tal. Es por ello que es imprescindible estudiar los impactos ambientales que generará la construcción de un edificio con el objetivo de reducirlos en la medida de lo posible.

2.1.

SITUACIÓN A NIVEL MUNDIAL

Nos encontramos en un momento clave para la Tierra en la que no se puede pasar por alto su situación actual. La pérdida de ecosistemas y hábitats naturales junto con la contaminación de los mares, el aumento de la población, el aumento de los gases de efecto invernadero y la deforestación, está provocando un gran impacto ambiental el cual está causado principalmente por la actividad descontrolada del ser humano.

Ilustración 1. Principales emisiones de CO2. Fuente: elordenmundial.com

Además, se está produciendo en la Tierra un cambio climático en el que la principal causa es el calentamiento global. Este calentamiento global está producido fundamentalmente por el aumento de los gases de efecto invernadero; la destrucción de los ecosistemas marinos y el aumento de la población.

El 9 de Mayo de 1992 se redactó la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (CMNUCC) en Nueva York, que entró en vigor en 1994. La Convención admitió la existencia del problema del cambio climático, reforzando la conciencia pública a escala mundial. Se fijó como objetivo principal conseguir estabilizar las concentraciones de gases de efecto invernadero emitidas a la atmósfera.

La mayor parte de estas emisiones de gases de efecto invernadero están asociadas al ser humano a través de las actividades que realiza. Pero también es el propio ser humano el que tienen en sus manos las soluciones para cambiar esta situación, aunque para ello es necesario que exista una concienciación y una educación por parte de las sociedad de los problemas causados y de las soluciones que podemos aportar tanto de forma individual como de forma colectiva.

Más tarde, el 11 de Diciembre de 1997 se incorpora a la Convención un protocolo, el llamado Protocolo de Kioto, el cual tenía por objetivo reducir las emisiones de gases de efecto invernadero causantes del calentamiento global en un 5% parte de los países industrializados para los años 2008-2012 en comparación con las emisiones de 1990 (año base). El protocolo de Kioto no entró en vigor hasta febrero de 2005. Dentro de los países participantes en este protocolo se encontraba España la cual se comprometió a limitar el aumento de sus emisiones a un máximo del 15% en relación al año base.

Durante muchos años ha habido una desinformación total del concepto de “calentamiento global”, parte de esta desinformación se debía a la ocultación por parte de los países con un mayor índice de emisiones de C02 al planeta, como son Estados Unidos y China, los cuales no querían que se supiesen las cifras de estas emisiones ya sea por razones políticas o por razones empresariales, pues el tener que realizar una reducción de estas emisiones, principalmente de C02, suponía y supone actualmente un problema para las grandes empresas de estos países.

Tras la finalización de este periodo de tiempo, se acordó por los países integrantes la continuidad del Protocolo de Kioto, publicándose en 2012 un documento que recogía las enmiendas necesarias para hacer posible su continuidad, Enmienda de Doha para el Protocolo de Kioto. Este documento entraría en vigor en 2013 con una duración de 7 años, hasta el 31 de diciembre de 2020. En este periodo de tiempo se pretende reducir las emisiones de gases de efecto invernadero en un 20% con respecto al año base por parte de la Unión Europea.

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2.2.

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Por su parte, el efecto invernadero es un proceso natural que permite al planeta mantener las condiciones necesarias para albergar vida. Este proceso se produce gracias a la retención de parte de la radiación solar por la atmósfera que hace que la tierra no tenga cambios bruscos de temperatura entre el día y la noche, es decir, regula la temperatura de la Tierra. Si no se produjera este efecto, se calcula que la temperatura media global descendería hasta 18ºC bajo cero haciendo inviable el desarrollo de la vida. El problema surge con el aumento de los gases de efecto invernadero en la atmósfera que hacen que un porcentaje de energía solar transformada en radiación infrarroja no puede escapar de la atmósfera y es retenida a la superficie aumentando la temperatura de ésta. Estos gases de efecto invernadero son los siguientes:

FACTORES CAUSANTES DEL IMPACTO AMBIENTAL EN LA EDIFICACIÓN

No se puede negar el gran impacto ambiental que se genera el sector de la construcción. Llegados a este punto, resulta evidente la necesidad de un cambio en la forma de diseño y construcción de los edificios, así como, el replanteamiento del modo de uso de los edificios que hemos tenido hasta ahora, del conjunto urbanístico y de la forma de vida actual de la sociedad. Aunque esta problemática está condicionada a nivel mundial por todos los sectores, en este apartado se evaluarán algunos de los impactos más destacados que genera el sector de la construcción con España como punto de referencia.

2.2.1. OCUPACIÓN DEL SUELO La alteración del suelo es el impacto más directo y visual causado por la construcción pues supone la modificación de sus propiedades y la variación visual de la zona. En los últimos años, coincidiendo con el “boom de la construcción”, la construcción masiva de infraestructuras y edificios sin ningún tipo de control ha generado un gran impacto ambiental en España. No se puede evitar la utilización del suelo para fines constructivos, ya que es necesaria la ocupación de una parte del terreno para estos fines, pero si es posible minorar sus impactos y hacer una gestión adecuada de su uso.

2.2.2. EMISIONES CONTAMINANTES El sector de la edificación genera entre el 40% y el 50% aproximadamente de las emisiones de Dióxido de Carbono (CO2) que son emitidas a la atmósfera, es decir, más de la mitad de las emisiones de CO2 son causadas por la construcción de los edificios en la fase de ejecución y el uso de los edificios durante su vida útil por la quema de combustibles fósiles para generar electricidad, calefacción y ventilación para nuestros hogares. Se enfrenta el ser humano aquí a una de las grandes problemáticas sobre el impacto medioambiental. Pero para entender cómo se generan esas emisiones hay que entender primero varios conceptos básicos como el de cambio climático y efecto invernadero.

Según la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (1992), se entiende por cambio climático “un cambio de clima atribuido directa o indirectamente a la actividad humana que altera la composición de la atmósfera mundial y que suma a la variabilidad natural del clima observada durante períodos de tiempo comparables.” Este, se ve afectado principalmente por el calentamiento global.

El calentamiento global es el aumento de la temperatura en la superficie de la tierra debido al incremento de las emisiones de gases de efecto invernadero. Otras de las causas que provocan el calentamiento global es la deforestación, fuente de absorción de CO2 y de emisión de oxígeno a la Tierra. La destrucción de ecosistemas marinos ya que el 50% del C02 generado es absorbido por los océanos provocando la acidificación acabando con parte de la flora y la fauna de vive en ellos, y por último, el aumento de la población con su respectivo aumento de recursos lo que conlleva a la emisión de un mayor porcentaje de gases de efecto invernadero cada vez.

Dióxido de Carbono (CO2): Probablemente el gas de efecto invernadero más considerable de todos ya que es el más abundante. Este es producido por las erupciones volcánicas pero principalmente por la quema de combustibles fósiles para la realización de actividades generadas por el ser humano tales como el transporte, la calefacción, la electricidad, la ventilación, industria y los procesos de construcción incluyendo la producción de cemento que genera un 5% de las emisiones. Desde la revolución industrial los humanos hemos aumentado las emisiones de este gas más de 1/3. Por último, no podemos pasar por alto que parte de estas emisiones de CO2 no son absorbidas por la deforestación, la cual se menciona al principio como una de las causas del calentamiento global. Metano (CH4): Es un hidrocarburo y definido como el gas de efecto invernadero más potente ya que es 20 veces más fuerte en retener la energía solar que el C02. Aunque tiene menos presencia en la atmósfera, por unidad es el más destructivo. Este metano se produce en la agricultura (especialmente en el cultivo de arroz), en la ganadería (proceso digestivo de los rumiantes), en los vertederos, el empleo de los combustibles, la distribución de gas natural y petróleo y la industria de la minería del carbón. Vapor de agua (H2O): Ozono Óxido de Nitrógeno (N2O): Producido por los fertilizantes de uso orgánico (ácidos nítricos), quema de cultivos y aguas residuales

Clorofluorocarbonos (CFC): Son compuestos sintéticos de orígenes totalmente industriales y producidos exclusivamente por el hombre. Estos han sido notablemente regulados en los últimos años. Ilustración 2. El efecto invernadero. Fuente: Acciona.

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Con todos estos datos podemos concluir con que la Tierra está aumentando su temperatura significamente y es un hecho que no podemos pasar por alto.

un buen análisis del ciclo de vida de cada elemento que vaya a ser usado en la obra para intentar reducir al máximo sus efectos negativos. Se está implantando una mayor valoración positiva del reciclaje de materiales y su reutilización. De esta forma, a la hora de construir un nuevo edificio o realizar algún tipo de rehabilitación, se tendrá muy en cuenta los elementos utilizados y que posteriormente estos puedan ser reutilizados para un segundo uso, quizá en otro edificio, antes de llegar al final de su vida útil.

2.2.3. CONSUMO DE RECURSOS NATURALES Los recursos naturales son elementos o bienes procedentes de la naturaleza que el ser humano es capaz de transformar para satisfacer sus propias necesidades. El avance de la sociedad y de las tecnologías a lo largo de los años ha hecho que cada vez sean más los recursos naturales que el ser humano ha sido capaz de modificar para cubrir las demandas sociales. Un buen ejemplo de ello podría ser el viento como recurso natural convertido en energía eólica para la producción de electricidad.

2.3.

Los recursos naturales se pueden dividir en renovables o no renovables. Los recursos renovables son aquellos que se regeneran más rápido de lo que la sociedad consume ese recurso, es decir, que no se agotan, como por ejemplo la energía procedente del sol. Los recursos no renovables son aquellos que se agotan con el tiempo, bien sea porque es un recurso escaso y limitado o porque su propia producción natural no es capaz de sostener los niveles de consumo de la población, por ejemplo el petróleo que requiere de millones de años para su regeneración.

NECESIDAD DE CAMBIO

Como podemos comprobar, la mitad de las emisiones de CO2 están asociadas a la edificación, en su proceso de construcción y durante la vida útil de los edificios, por el uso de la calefacción, la electricidad y la ventilación. Todos ellos son procesos en los que hace falta la quema de combustibles fósiles, los cuales producen CO2 que es emitido a la atmósfera contribuyendo a la evolución del efecto invernadero, y por consiguiente, al aumento del calentamiento global. Es aquí donde entra en juego nuestro papel como profesionales graduados en Ciencia y Tecnología de la Edificación. Tenemos la gran ventaja de entender por qué se está produciendo ese aumento del calentamiento global y a la vez tenemos la responsabilidad de impedir que siga creciendo, apostando por una construcción y un diseño arquitectónico sostenible en los edificios.

En el caso de la construcción se emplea una gran cantidad de recursos, tanto renovables como no renovables. Se dice que para construir 1 m2 se necesitan 2 toneladas de material de los cuales más de la mitad son áridos. Por otro lado, el uso de la gran cantidad de litros de agua en los procesos de fabricación de los materiales de construcción es otro factor que se debe tener en cuenta y realizar un uso adecuado de este bien natural. Cabe destacar también, el gran uso de energía por parte de los edificios, pues no hay que olvidar que las principales fuentes de energía que utiliza España tienen su origen en la quema de combustibles fósiles (no renovables), como el petróleo o el gas natural, y que son una de las principales causas de emisiones de CO2 a la atmósfera, fomentando el aumento del calentamiento global y su consiguiente problemática sobre el cambio climático.

Actualmente, los edificios se enfrentan a un reto singular, la mayoría de ellos fueron diseñados cuando la energía era abundante y no se tenían grandes conocimientos sobre el calentamiento global. Los arquitectos e ingenieros confiaban en la ilimitada disponibilidad de energía para satisfacer las necesidades de la población. Aunque no todo acaba aquí, parte de este problema está asociado al diseño de las ciudades, puesto que los modelos de viviendas urbanas antiguos en los que las personas vivían en apartamentos y edificios, han cambiado aumentando la producción de viviendas aisladas o adosadas. Esto conlleva un aumento de la superficie de las ciudades incapaz de mantener el transporte público lo que implica que las personas acaben utilizando de forma más habitual el coche para todo tipo de viajes, produciendo nuevamente un aumento de las emisiones de CO2.

La sobreexplotación de todos estos recursos, produce un desequilibrio en los ecosistemas que los generan y es ahí donde se produce el impacto ambiental. Los recursos naturales están sujetos a temporalidades ecológicas de regeneración y productividad que no corresponden a los ciclos económicos ni a procesos sociales y culturales que no pueden reducirse a la esfera económica.

2.2.4. GENERACIÓN DE RESIDUOS

Evidentemente, todo esto genera un bucle insaciable y muy difícil de controlar, que hace que las emisiones de gases contaminantes a la atmósfera se incrementen cada vez más.

La gran producción de residuos durante el proceso de construcción, está dando lugar a los debates actuales sobre la forma de gestionar estos residuos y el análisis del ciclo de vida de los materiales y elementos utilizados en las obras para tener un mayor control de cada uno de ellos.

Es por eso que, llegados a este punto, se hace necesario un cambio en la forma de construcción habitual y en la forma de entender el concepto de ciudad que hemos tenido hasta ahora, realizando buenos modelos urbanísticos que implementen el uso de transporte público y acojan edificios que sean respetuosos con el medio ambiente.

El sector de la construcción es uno de los sectores que más residuos genera durante todos los procesos de construcción, como por ejemplo todos los restos de materiales que finalmente no son utilizados en obra o incluso los propios embalajes de esos materiales que son convertidos directamente en residuos sin llegar a tener otro fin o poder darle un segundo uso.

Es necesario, también, una mayor concienciación e implicación por parte de la sociedad en estas materias y su apoyo en el cambio hacia una construcción sostenible.

Esta gran cantidad de residuos es otro de los factores importantes a tratar y no puede pasarse alto, sobre todo en los procesos de demolición de los edificios. Es necesario realizar un buen control de los residuos así como

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Todos estos indicadores están ligados unos entre otros y se han ordenado según su grado de desde. A continuación se explicará de forma simplificada la importancia de cada uno de ellos y su finalidad para la obtención de una correcta arquitectura y construcción sostenible.

3. SOSTENIBILIDAD APLICADA A LA EDIFICACIÓN Para entender la sostenibilidad en la edificación hay que diferenciar 3 conceptos importantes como son el desarrollo sostenible, la arquitectura sostenible y la construcción sostenible.

3.1.

El desarrollo sostenible se puede definir como “aquel que satisface las necesidades del presente sin comprometer las generaciones futuras de satisfacer sus propias necesidades.” (Brian Edwards, 2004)

OPTIMIZACIÓN DE LOS RECURSOS NATURALES Y ARTIFICIALES

Se hace presente aquí, el análisis del ciclo de vida (ACV) del proceso constructivo. Se pretende optimizar al máximo los recursos utilizados en la construcción de cualquier edificio, desde la obtención y producción de los materiales hasta el fin de su uso y reciclaje. Estos recursos pueden ser tanto naturales (agua, sol, tierra, barro, etc.), como artificiales, fabricados por el hombre. Evidentemente, lo ideal sería utilizar materiales naturales y energías renovables, para causar el menor impacto medioambiental posible, pero esto pocas veces es posible ya que la naturaleza genera muy pocos materiales que puedan ser utilizados directamente en la construcción. Por eso, la primera labor que se debe de llevar a cabo es fomentar el uso de materiales extraídos directamente de la naturaleza con la menor manipulación posible. La integración de materiales duraderos y que sean reutilizables en los edificios, supondrá un punto a favor para promover la buena práctica de una arquitectura sostenible, alargando al máximo la vida útil de cada material. Fomentar la recuperación y reutilización de los materiales de construcción en lugar de reciclarlos y hacer un gasto de energía innecesaria, dará lugar a una segunda vida para estos materiales pudiendo ser destinados a otros fines. Por lo tanto, se puede afirmar que es más productivo a nivel de sostenibilidad reutilizar que reciclar.

Ilustración 3. Esquema de los tres objetivos para lograr un desarrollo sostenible. Fuente: internet.

Por otra parte la arquitectura sostenible se define como “la creación de edificios que sean eficientes en cuanto al consumo de energía saludables, cómodos, flexibles en el uso y diseñados para tener una larga vida útil.” (Brian Edwards, 2004)

Por otro lado, a la hora de incluir materiales en los edificios, deben ser seleccionados aquellos que tengan una mayor capacidad de ser reparados, es decir, que una vez que hayan dejado de cumplir su función puedan ser restaurados con el fin de volver a ser utilizado en lugar de tener que incorporar unos nuevos.

Por último el concepto de construcción sostenible es “la creación y gestión de edificios saludables basados en principios ecológicos y en el uso eficiente de los recursos.” (Brian Edwards, 2004)

Por último, cabe destacar que en el concepto de “arquitectura sostenible” no debería existir cabida para la palabra derribo, pues esta acción genera un sinfín de residuos, la mayoría sin posibilidad de reutilización. Por eso los edificios deberían tratarse como puzles con la idea de desmontar y reutilizar todos los elementos que lo conformen.

La arquitectura sostenible no tiene unas reglas de construcción estipuladas ni una normativa que la regule, pero gracias a las conclusiones obtenidas en el II Congreso Internacional para la Arquitectura Sostenible en 2005, se llegaron a establecer unas bases a modo de recomendaciones para obtener el mayor grado de sostenibilidad en la arquitectura posible, y poder calificar un determinado edificio en función del nivel de sostenibilidad que tenga. Estas bases son los llamados pilares o indicadores y se organizan en 5 apartados fundamentales: 1. 2. 3. 4. 5.

3.2.

Optimización de los recursos materiales Disminución del consumo energético y uso de energías renovables Disminución de residuos y emisiones Disminución del mantenimiento y coste de los edificios Aumento de la calidad de vida de los ocupantes de los edificios.

DISMINUCIÓN DEL CONSUMO ENERGÉTICO Y USO DE ENERGÍAS NATURALES

Los edificios consumen una gran cantidad de energía desde la obtención de los materiales que se van a utilizar para su construcción, pasando por su producción, transporte, mano de obra, proceso de construcción, vida útil y hasta en su proceso de derribo o desmontaje. Es evidente que todos estos procesos son necesarios tanto para la creación del edificio como en el final de su vida útil. Por eso, lo que se pretende es reducir al máximo el consumo de energía de todos esos procesos.

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Realizar una buena planificación inicial del proyecto es esencial. Un buen diseño bioclimático es la base fundamental del ahorro energético en un edificio. En esta parte, el arquitecto debe ser capaz de integrar el diseño y la configuración del edificio con el entorno para reducir al máximo el consumo energético. Así mismo, se deben tener muy en cuenta factores como la orientación del edificio, la captación de los vientos y las brisas, el uso al que se va a destinar las estancias interiores etc. Solo integrando todos estos factores se podrá llegar a la obtención del menor grado de consumo por parte del edifico e incluso, en algunos casos, se podrá llegar a conseguir un consumo nulo.

equipamientos como la recogida y tratamiento de aguas pluviales y aguas residuales, sistemas de recogidas de basura, etc.

3.4.

Con tanto hablar de desarrollo sostenible, a veces se olvida la única razón de ser. Se trata de establecer un paradigma de desarrollo humando, capaz de satisfacer las necesidades del ser humano, y garantizar su bienestar, pero de un modo mesurado tal, que se pueda garantizar en la medida de lo posible el bienestar de nuestras generaciones venideras. (De Garrido L. Indicadores Sostenibles.)

De igual forma, se deberá planificar correctamente las fases de construcción del edificio teniendo muy presente los plazos de duración de cada una de las fases, para que una vez que comience la obra, se realice en el menor tiempo posible y, de esta manera, reducir al máximo la energía consumida en el proceso constructivo.

En este apartado se miden las emisiones producidas perjudiciales para el ecosistema natural como resultado de la actividad constructiva, como son ciertos gases de combustión entre los que abundan el CO2, el NO2 el SO2, compuestos orgánicos volátiles como por ejemplo el clorofluorocarbono (CFC), partículas en suspensión y radiación electromagnética.

Solo cuando sea inevitable la necesidad de refrigerar o calefactar el interior del edificio, porque no ha sido posible o no se ha realizado una buena integración del edificio con el entorno, se deberán utilizar fuentes de energías naturales en lugar del uso de sistemas convencionales derivados de la quema de combustibles fósiles. De esta forma se promueve la utilización de la energía solar, la geotérmica y las demás energías ofrecidas por el ecosistema natural.

3.3.

AUMENTO DE LA CALIDAD DE VIDA DE LOS OCUPANTES DE LOS EDIFICIOS

Especial atención se debe tener, también, en las emisiones que son directamente perjudiciales para la salud humana, intentando reducirlas al máximo y generando un bienestar de los ocupantes. Suele ser habitual las enfermedades de los ocupantes de un edificio en cuestión producidas por ciertos materiales o por defectos y carencias en el diseño como por ejemplo la aparición de humedades en el edificio por la falta de aislamiento que genera un malestar de los habitantes por la gran concentración de humedad en el ambiente. Por eso deben de ser controladas estas enfermedades, encontrando el foco que genera la o las enfermedades y repararlo para que no se vuelva a producir. Por eso es importate realizar un buen diseño en el que estas patologías no aparezcan nunca, garantizando una calidad de salud y bienestar en las estancias interiores.

DISMINUCIÓN DE RESIDUOS Y EMISIONES

Realizar una buena gestión de residuos es otro de los puntos claves para lograr una arquitectura sostenible. Este indicador mide el impacto de los residuos y emisiones generados en la fabricación de materiales, en el proceso de construcción, en el mantenimiento de los edificios y sobre todo en el proceso de demolición del edificio. Se debe realizar un estudio con el número de residuos y emisiones que se producen en la obtención y fabricación de los materiales que se van a emplear, desarrollando una comparativa entre materiales con el fin de utilizar aquellos que menos contaminen en su proceso de fabricación.

3.5.

En cuanto a los residuos generados en el proceso de construcción, la mejor manera de reducirlos es cambiando el diseño de los sistemas de construcción por unos nuevos que se ejecuten a través de ensamblajes y anclajes para poder montarlos y desmontarlos con facilidad sin necesidad de generar residuos y disminuyendo las emisiones en la medida de lo posible.

DISMINUCIÓN DE MANTENIMIENTO Y COSTE DE LOS EDIFICIOS

La práctica de la construcción de edificios sostenibles no debería aumentar el coste ni el mantenimiento del mismo. Por eso, hay que insistir en la importancia del diseño arquitectónico y estrategias bioclimáticas a incorporar para evitar los problemas medioambientales que pueda generar el edificio.

De igual manera se incluyen los residuos y emisiones generados en el derribo de los edificios, valorando en primer lugar la posibilidad de repararlos y darle un uso alternativo a los residuos generados por el edificio antes que dejen de ser operativos o superen su vida útil. Para lograr una buena arquitectura sostenible se deben diseñar sistemas constructivos que, como se ha dicho anteriormente, se puedan montar y desmotar permitiendo la recuperación de sus componentes, con la posibilidad de reparación y reutilización, alargando al máximo su vida útil.

Así mismo, se debe tener en cuenta la relación entre la durabilidad de los materiales a incorporar con su funcionalidad en el edificio, es decir, si un determinado material suele ser sustituido con cierta frecuencia, ya sea por razones estéticas o por cierto desgaste pero sin que haya llegado al final de su vida útil, lo correcto sería disponer de materiales más económicos con menos consumo de energía y una menor cantidad de residuos generados durante su fabricación.

Por último, realizando un buen diseño de la gestión de residuos durante el uso y mantenimiento del edificio, podemos ayudar a disminuir la cantidad de emisiones y residuos generados, dotándolo de sistemas y

Los componentes integrados en el edifico que consumen energía deben reducirse al máximo. Entra en juego de nuevo aquí un buen diseño del edificio, ya que se trata de reducir el consumo del edificio al máximo (reforzando su aislamiento, proporcionando una buena orientación, realizando un buen diseño de parasoles,

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etc.) y cuando no queden más alternativas, subsanar estas necesidades energéticas con la utilización de energías renovables. Del mismo modo, hay que tener en cuenta la energía necesaria en la accesibilidad de los edificios al incorporar dispositivos tecnológicos para facilitar su acceso, debido a las carencias en el diseño inicial. Cabe destacar que se deben tomar buenas decisiones de que sistemas se van a incorporar en el edificio, el funcionamiento del mismo, etc. para que tenga la menor cantidad de mantenimiento posible, reduciendo de esta manera el consumo de energía y recursos y la disminución de emisiones y residuos. Por último, como ya se ha visto en apartados anteriores, para ejecutar una buena arquitectura sostenible es preciso optimizar los recursos naturales y artificiales en la construcción del edificio y hacer uso de las energías renovables donde las fuentes de energía son gratuitas, globales y aparentemente inagotables. Todo ello no debe suponer un aumento en el coste del edificio sino todo lo contrario, además de la reducción de residuos y emisiones con lo que se necesitaría menos dinero para su tratamiento.

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PARTE II – ESTUDIO INICIAL DEL AULARIO MARIA DE GUZMÁN Esta parte del trabajo está destinada al conocimiento y análisis del edificio seleccionado, el Aulario María de Guzmán. Para la elección del estudio de esta edificación se han valorado ciertos aspectos como son: la ubicación adecuada que presenta, el acceso a la obtención de información y la búsqueda de su puesta en valor para darse a conocer. A lo largo de esta segunda parte, se estudiará en profundidad el edificio y la zona de emplazamiento del mismo, para conocer los problemas que presenta y poder proponer una serie de sistemas constructivos que se ajusten al edificio de estudio y den respuesta a los problemas encontrados. Se comienza explicando la ubicación y descripción del edificio, así como un poco de historia del mismo, siguiendo de un estudio sobre las patologías y las deficiencias energéticas que presenta en el estado actual y la propuesta de varias intervenciones para solventar estos problemas.

Ilustración 4. Fachada principal del aulario María de Guzmán. Fuente: Google maps.

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4. CONDICIONANTES DE PARTIDA En este apartado se realizará un estudio previo de la zona de actuación para conocer las características de la edificación en la que se va a trabajar, así como las condiciones de su entono y su historia. Para la obtención de información, se han realizado varias visitas y trabajos de campo y, gracias al personal del Archivo Universitario y a la Oficina de Gestión Infraestructuras y Mantenimiento de la propia Universidad de Alcalá, se ha tenido acceso a la memoria y a los planos originales del proyecto de construcción del Aulario María de Guzmán, incluido en el proyecto de consolidación y restauración del Colegio de Carmelitas Descalzos.

4.1.

SITUACIÓN Y EMPLAZAMIENTO

El Aulario María de Guzmán forma parte del Distrito I-Centro, está situado en la calle San Cirilo, 28804 Alcalá de Henares, Madrid.

Ilustración 6. Plano distribución de parcelas, ubicación de la edificación. Fuente: Catastro.

Este edificio, se engloba en el conjunto arquitectónico del monasterio de San Basilio, dividido hoy en día en 3 edificaciones; por un lado el Teatro “La Galera”, por otro lado un antiguo centro penitenciario, comúnmente llamado antigua cárcel de mujeres La Galera, la cual se encuentra actualmente en ruinas, y por último, el edificio de estudio, el Aulario de María de Guzmán. En su origen, este edificio, fue construido para albergar las aulas de la Facultad de Documentación, y una biblioteca para uso del Colegio Mayor, incluido en el proyecto de consolidación y restauración del Colegio de Carmelitas Descalzos.

AULARIO MARÍA DE GUZMÁN

ANTIGUA CARCEL DE MUJERES LA GALERA

TEATRO “LA GALERA”

En el punto 15 (planos) se incluye un plano de situación y emplazamiento del edificio en el que se puede observar de forma más general donde está situado el edificio dentro de Alcalá de Henares (plano 01). A continuación se muestra de forma esquemática su emplazamiento a través de imágenes obtenidas de google maps y del catastro:

Ilustración 7. Vista aérea del conjunto arquitectónico del monasterio de San Basilio. Fuente: OGIM. Ilustración 5. Vista satélite ubicación de la edificación. Fuente: Google maps.

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4.2.

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HISTORIA DEL EDIFICIO

El edifico se inscribe dentro del proyecto de rehabilitación del antiguo Colegio de Carmelitas Descalzos o de San Cirilo construido en el S. XVII. Tras ser exclaustrados los religiosos, este colegio pasa a ser ocupado por tropas militares y poco después, en 1883 tras la realización de un proyecto de rehabilitación del conjunto, el Estado destina el lugar a una Casa de Corrección de mujeres delincuentes sentenciadas por las Audiencias de toda España. De esta forma se construye en Alcalá la “Casa Galera” que responde a los sistemas modernos penitenciarios del momento. Su uso como cárcel abarca desde 1883 hasta 1978, durante este periodo el edificio sufre varias reformas, modificaciones y ampliaciones para tratar de adaptarse al aumento de la demanda penitenciaria de la época. Más tarde este complejo pasó a manos de la Guardia Civil. En 1984, tras el deterioro constante de las edificaciones a causa de su falta de uso y de mantenimiento, el Ministerio de Justicia lleva a cabo la cesión de a la Universidad de Alcalá de la antigua cárcel de mujeres para usos universitarios. Se plantea así la rehabilitación de todo el conjunto, en el Convenio de Alcalá para la recuperación del Patrimonio universitario, en un Colegio Mayor Universitario junto un espacio destinado a bibliotecas y aulas para solventar las necesidades de ampliación de aulas que sufría en el momento la Universidad de Alcalá de Henares. Del antiguo Colegio de Carmelitas Descalzos solo se conservó la iglesia que tras una primera fase del Proyecto de rehabilitación pasó a convertirse en el salón de actos del Colegio Mayor. A causa de la inactividad el proyecto del Colegio Mayor y dado que ya se había realizado la rehabilitación de la Iglesia en salón de actos, su uso es destinado a los grupos de teatro de la Universidad y uso público para los habitantes de Alcalá, es así como la Iglesia pasa a recibir el nombre de “Teatro la Galera”. En la actualidad este teatro tiene escaso uso y es utilizado en su mayor medida por la tuna de la Universidad de Ilustración 9. Restos de la Iglesia del antiguo Colegio de Alcalá de Henares.

Ilustración 12. Sección de la nave sur de la Galera antes de dar comienzo las obras del aulario. Fuente: Archivo Universitario.

Ilustración 8. Estado actual del interior de la antigua cárcel La Galera. Fuente: elaboración propia.

Carmelitas Descalzos. Fuente: Archivo Universitario.

En 1987 comienzan las obras de rehabilitación de un edificio que, en sus orígenes, fue construido con el fin de albergar en su interior la demanda sufrida de aumento de aulas para la creación de la facultad de documentación. Más tarde, ha sufrido varias reformas para adecuar las aulas y aumentar su superficie. Tras la desaparición del grado de documentación de la Universidad de Alcalá, se hicieron varias modificaciones en el edificio, una de ellas fue la adecuación de las aulas de la planta sótano para la ubicación del archivo universitario en su interior. Finalmente, el proyecto inicial de Colegio Mayor Universitario no se lleva a cabo, dejando así un conjunto de edificios que actualmente sigue inactivo y en constante deterioro por la falta de uso.

Ilustración 10. Antigua cárcel de mujeres "La Galera" en 1915. Fuente: Tomás de Gracia Rico.

Ilustración 11. Entrada principal antigua cárcel de mujeres "La Galera. Fuente: Internet

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4.3.

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DESCRIPCIÓN DEL EDIFICIO

Se trata de un edificio de nueva planta que consta de dos volúmenes: uno destinado a Aulas y otro a Biblioteca y despachos. Con una superficie construida de 5.177,22m2, un 34,60% de ocupación sobre la totalidad del solar de 14.788m2, y una edificabilidad realizada sobre el solar de 0,896m2/m2.1 Es un edificio de uso docente con funcionamiento durante todo el año a excepción del mes de Agosto donde su uso se restringe únicamente a los trabajadores del Archivo Universitario, sección que permanece activa también durante este mes. Durante el resto del año está destinado a dar apoyo a la falta de aulas y despachos de otras facultades, así como el uso de aulas para impartir clases de idiomas. Algunos de los despachos y aulas son usados por las universidades norteamericanas con las que la UAH tiene convenio. Cuenta con cuatro fachadas visibles aunque una de ellas está cubierta por una edificación colindante. Se distinguirán las fachadas por “caras largas” (las principales de estudio) y “caras cortas” para su designación durante todo el trabajo.

Ilustración 14. Representación de volúmenes del Aulario María de Guzmán. Fuente: Elaboración propia.

A continuación se muestra una tabla que recoge las distintas estancias del interior del edificio clasificadas con una codificación de números según su uso y superficie. Se puede comprobar en los planos de plantas de usos y superficies del edificio, incluidos en el apartado 15 (planos), los datos recogidos en esta tabla. CUADRO DE USOS Y SUPERFICIES CÓDIGO2

USOS

SUPERFICIE m2

PLANTA SÓTANO S1.002 S1.003 S1.004 S1.005 S1.006 S1.007 S1.008 S1.009 S1.010 S1.011 S1.012

Ilustración 13. Representación de las cuatro fachadas del edificio. Fuente: Google maps.

Está formado por un total de cuatro plantas sensiblemente rectangulares, incluyendo la planta sótano. Construido a dos niveles diferentes, quedando la zona de las aulas en un nivel inferior que la biblioteca, es decir, la zona de las aulas se extiende desde la planta sótano hasta los 9,10 metros de altura, y la biblioteca llega hasta los 15,62 metros aproximadamente.

Datos obtenidos de la memoria original del proyecto.

Vestíbulo y distribuidor principal Sección Archivo Acceso Archivo y digitalización Despachos Archivo Universitario Cuarto de calderas Archivo Universitario (Depósito) Pasillo aulas y escaleras Aseos mujeres Armario limpieza Aeos hombres Aseo ducha

Codificación: ejemplo 01.023: 01 (planta primera) 023 (estancia número 23)

89,5 27,68 98,39 121,42 54,45 393,6 188,72 11,66 1 10,98 5,84

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S1.013 Armario limpieza S1.014 Ascensor S1.015 Aula informática S1.016 Aula 2 S1.017 Aula informática 2 S1.018 Almacén oficina tecnológica S1.019 Escalera exterior S1.020 Patio inglés Superficie útil total Superficie construida total PLANTA BAJA 00.001 Vestíbulo, conserjería y almacén 00.002 Distribuidor 00.003 Delegación alumnos y rack 00.004 Escaleras 00.005 Cafetería 00.006 Biblioteca (Depósito secundario CRAI) 00.007 Aseo mujeres 00.008 Armario limpieza 1 00.009 Aseos hombres 00.010 Aseos movilidad reducida 00.011 Armario limpieza 2 00.012 Ascensor 00.013 Pasillo principal y escaleras 00.014 Aula 2 00.015 Seminario 1 00.016 Seminario 2 00.017 Aula 3 00.018 Escalera exterior 00.019 Departamentos 00.020 Vestíbulo departamentos Superficie útil total Superficie construida total PLANTA PRIMERA 01.001 Pasillo y escaleras 01.002 Aseo mujeres 01.003 Armario limpieza 1 01.004 Aseo hombres 01.005 Aseo movilidad reducida

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1,5 4,58 49,46 49,02 100,16 99 24,29 55,72 1386,97 1628,08

01.006 01.007 01.008 01.009-01.016 01.017 01.018 01.019 - 01.021 01.022 01.023 01.024 - 01.025 01.026 01.027

Armario limpieza 2 Aula 4 Seminario 03 Dptos. Filología, comunicación y documentación Escalera exterior Pasillo y escalera caracol Dptos. Ciencias de la Educación Biblioteca (Depósito secundario CRAI) Escaleras despachos Asociación de amigos de la universidad Rampa y pasillo Dpto. Filología, comunicación y documentación (Comunicación audiovisual) 01.028 Sala de reuniones 01.029 Despacho 01.030 Junta PDI 01.031 Vestíbulo y escalera 01.032 Dpto. Filología, comunicación y documentación (investigadores) 01.033 Dpto. Filología, comunicación y documentación (secretaría) 01.034 Dpto. Filología, comunicación y documentación (dirección) Superficie útil total Superficie construida total PLANTA SEGUNDA 02.001 Escalera caracol 02.002 Pasillo 02.003 - 02.006 Dpto. Ciencias de la educación 02.007 Cuarto de máquinas ascensor 02.008 Escaleras 02.009 Administración de centros 02.010 - 02.012 Dpto. Ciencias de la educación (profesores asociados y visitantes) 02.013 Almacén 02.014 Aula universidades norteamericanas 02.015 Salón de actos Superficie útil total Superficie construida total SUMA SUPERFICIES TOTALES Superficie útil total Superficie construida total

72,9 110,47 40,58 3,78 50,7 309,43 12,48 0,97 11,11 3,89 1,32 4,57 166,28 89,7 44,97 44,52 90,25 23,83 79,82 28,21 1189,78 1392,09 159,52 12,48 0,96 11,1 3,89

1,32 76,81 28,05 127,03 22,18 16,91 87,02 110,48 6,58 39,94 19,76 74,42 38,41 21,81 10,65 37,76 27,39 8,74 15,24 958,45 1304,96 4,26 6,17 56,77 14,23 6,81 8,68 61,31 22,66 49,6 105,45 335,94 792,09 3871,14 5117,22

Tabla 1. Cuadro de usos y superficies del edificio. Fuente: Elaboración propia.

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4.3.1. SISTEMAS CONSTRUCTIVOS Y MATERIALES Gracias a la documentación obtenida por el archivo universitario se ha podido entender de forma más visual como fue la construcción original de este edificio, teniendo acceso a fotografías antiguas en las que se muestra las fases de su construcción original. Cabe destacar, antes de realizar la descripción de los sistemas constructivos y materiales empleados en cada zona, que la cimentación de todo el edificio está realizada a través de una losa de cimentación de 45 cm de espesor.

Ilustración 15. Fase de construcción del aulario. Fuente: Archivo Universitario.

Ilustración 16. Fase de construcción del aulario. Fuente: Archivo Universitario

Ilustración 18. Fase de construcción del aulario. Vista general de excavación con preparación de armado de losa. Se ve el nivel freático con el agua a nivel de losa y cimentación. Fuente: Archivo Universitario.

Ilustración 19. Fase de construcción del aulario. Detalle del muro testero a reconstruir. Se dejó ataluzada la tierra para su contención una vez derribados los tramos previstos en proyecto. Fuente: Archivo Universitario.

Ilustración 17. Fase de construcción del aulario. Agua del nivel freático. Losa y muro de contención para aislamiento. Fuente: Archivo Universitario.

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Para la descripción de los sistemas y materiales constructivos del edificio, se divide en sus tres zonas más representativas:

2. ZONA AULAS La zona de aulas, construida de cara al patio interior, se encuentra orientada hacia el norte, en una de las “caras largas del edificio”. Cuenta con tres niveles que se extienden desde la planta sótano (-2,40m) hasta la planta primera (4,80m), llegando la cubierta a alcanzar los 9,10 metros. Incluye, también, los aseos del edificio.

1. Hall de entrada y despachos 2. Zona de aulas y aseos 3. Biblioteca, despachos y archivo universitario 1. HALL DE ENTRADA La entrada principal al edificio, situada en la Calle de San Cirilo, se realiza a través del muro de ladrillo situado a la izquierda de la fachada sureste. Para llegar hasta su acceso, el edificio cuenta con unas escaleras y dos rampas, una a cada lado de las escaleras, que suben hasta el nivel de planta baja situado en la cota +0.75m. En su interior alberga el vestíbulo, la conserjería, unas escaleras de subida y bajada al resto de plantas, y departamentos y despachos en las plantas superiores. En su origen, en esta parte del edificio solo se construyó el muro de Ilustración 20. Entrada principal del edificio. ladrillo y la estructura de soporte de hormigón, del mismo modo Fuente: Elaboración propia. que la estructura de la biblioteca, pues este hall de entrada iba a ser el nexo de unión entre el colegio mayor que se construiría posteriormente, y la zona de aulas y biblioteca. A la vista de que el proyecto el colegio mayor no se iba a llevar a cabo, se adecuó esta zona para departamentos y despachos junto con un pequeño salón de actos en la planta segunda, aprovechando todo el espacio disponible.

Ilustración 24. Cerramiento zona aulas. Fuente: Elaboración propia.

El conjunto de la estructura de esta zona es metálica y vista, menos en la planta sótano en la que se sitúa un muro de contención de hormigón que actúa como soporte de tierras y como base de apoyo. Cuenta con dos tipos de pilares metálicos, unos en forma de U y otros empresillados. Las vigas son tipo truss y viguetas alveolares con alvéolos hexagonales. Como se ha dicho anteriormente, esta zona de aulas del edificio funciona como una volumetría independiente a la de la biblioteca, el encuentro entre estas dos volumetrías se resuelve a través de una junta de dilatación en toda la línea de accesos y escaleras (ilustración 24).

La estructura, por tanto, es una mezcla entre la estructura original de hormigón y la posterior para la rehabilitación realizada en estructura metálica. Es por eso que podemos observar en la ilustración 21 que los forjados son de chapa colaborarte y las escaleras que suben a los pisos superiores son metálicas pero los pilares de soporte son de hormigón y los cerramientos de mampostería de ladrillo.

Ilustración 22. Hall de entrada. Fuente: Elaboración propia.

Ilustración 23. Conserjería. Fuente: Elaboración propia.

Ilustración 21. Detalle constructivo junta de dilatación. Fuente: Planos originales del proyecto Aulario María de Guzmán.

Ilustración 25. Pasillo zona aulas. Fuente: Elaboración propia.

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Los forjados son de chapa colaborarte, apoyados sobre las viguetas alveolares y vigas truss quedando totalmente vistos.

El cerramiento en la parte de aseos mencionados anteriormente, está confeccionado por paneles sándwich al igual que la cubierta de toda esta zona.

Ilustración 26. Detalle forjado de chapa colaborarte. Fuente: Planos originales del proyecto Aulario María de Guzmán

La parte más representativa de esta zona es su cerramiento formado por un muro cortina acristalado que envuelve la totalidad de las aulas, proporcionando de esta manera luz natural al interior de las estancias. Realizado en vidrio Climalit, de K=1, 9, oscurecido en sus caras 2 y 3 (exterior a interior), soportado, tanto en sus bastidores de formación como a la estructura metálica que lo soporta mediante siliconas estructurales, sin perfilaría vista.

Ilustración 29. Sección constructiva transversal. Fuente Planos originales del proyecto Aulario María de Guzmán.

3. ZONA BIBLIOTECAS Y ARCHIVO UNIVERSITARIO El archivo universitario se encuentra en la planta sótano como se muestra en la tabla 1. La planta baja, primera y segunda de esta zona están compuestas por la biblioteca y despachos situados a la derecha de la fachada sureste, donde se encuentran las ventanas que dan luz al interior de estas estancias.

Ilustración 27. Vidrio Climalit muro cortina acristalado. Fuente: Elaboración propia.

Toda esta zona consiste en una estructura de pórticos de hormigón tanto longuitudinales como transversales y se cierran mediante muros de 62 cm de espesor formados por fabrica de ladrillo hueco doble, cámara de aire y aislamiento. El forjado que separa el archivo universitario de la biblioteca es de bovedillas cerámicas y hormigon con un espesor de 40cm aproximadamente.

Ilustración 28. Detalle constructivo vidrio Climalit. Fuente: Planos originales del proyecto Aulario María de Guzmán.

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La losa de cimentación mencionada al principio, en el archivo universitario esta realizada de forma escalonada, ya que, anteriormente, esta estancia estuvo comprendida por un aula magna, de ahí que tuviese es forma escalonada hacia abajo. El cerramiento sur de esta estancia no es de fabrica de ladrillo como el resto, sino que consiste en un acristalamiento con una carpintería de aluminio que da acceso a un patio ingles donde se ecnuentran dos depósitos de agua para la instalación de incendios y un montacargas que actuamente está en desuso (ver planos de plantas de usos y superficies del edificio).

4.3.2. INSTALACIONES La unica fuente de energía utilizada por el edificio es la eléctrica. Dentro de las instalaciones del edificio se diferencian las siguientes: 1. INSTALACIÓN ELÉCTRICA La instalación eléctrica de este edificio está basada en el reglamento de Baja tensión de 19734. La sala de máquinas se encuentra en la planta sótano con salida directa a la calle. Cuenta con dos cuadros diferentes: uno para alumbrado y otro para fuerza de cuarto de calderas y fan coils. Con una potencia contratada de 20W/m2 para la iluminación del edificio. La instalación cuenta con su corresponidente puesta a tierra.

La biblioteca y actual deposito secundario de CRAI, abarca desde la planta baja hasta la cubierta y esta totoalmente abierta, es decir, no hay particiones interiores ni forjados. Toda ella, excepto el revoco interior de los muros, tiene unos acabados en madera, concretamente realizados con tableros DM, incluyendo el falso techo como se puede apreciar en la ilustracion 29. No dispone de muchas apeturas de huecos, solo las ventanas situadas en la parte superior gracias a las que se produce la entrada de luz natural al interior. El muro de entrada a esta biblioteca es de hormigón estuco al fuego3. La torre que aparece al fondo en la ilustración 29, en su interior alberga una escalera de caracol que da acceso a la zona de los despachos.

Tiene un alumbrado de emergencia y señalización de puertas de salida y escaleras con una autonomía, según la memoria de intalaciones original del proyecto, de dos horas. 2. CLIMATIZACIÓN Las equipos destinados a la climatización del edificio están situadas en las zonas adaptadas para estos equipos ee las cubiertas transitables y en ciertas zonas de los patios. El edificio cuenta con sistemas de tratamiento de aire diferentes para cada zona estudiada, pero una intalación de agua caliente y fría común. Dispone de unos equipos con sistema boba de calor aire-agua, reversibles, para la producción de agua fria y caliente utilizando como fuente de energía para su funcionamiento la electricidad.

Al final de esta zona de biblioteca, y dividida en este caso sí en tres plantas, se localiza una zona de despachos. Los cerramientos de estos despachos que dan a la biblioteca, se realizan a través de acristalamientos con perfilerías de aluminio.

Para el tratamiento de aire de las distintas estancias del edificio, dispone de de un climatizador para la zona de aulas del que parten una red de conductos de sección circular que distribuyen el aire por las distintas aulas, otros dos climatizadores diferentes para la biblioteca y la zona de oficinas respectivamnere, y por último, un climatizador con tratamiento especial del aire para el archivo universitario, ya que necesita unas características de aire específicas para el mantenimiento en buen estado de toda la documentación. La toma exterior de aire para la ventilación del edificio se realiza a través de recuperadores de calor.

Ilustración 30. Biblioteca. Fuente: Elaboración propia.

Por otro lado, se ha ido dotando al edificio con ciertos equipos adicionales para satisfacer todas las necesidades de los usuarios a medida que se han ido incluyendo mas despachos o adaptando estancias a usos diferentes de lo se proyectó en un principio. De esta manera, por ejemplo, para la climatización de los despachos destinados al personal del archivo universitario, se han instalado bombas de calor complementarias a la instalación de climatización global del edificio.

La biblioteca tiene en su interior unos altillos a diferentes alturas confeccionados con ladrillo (ilustración 29), donde se colocan las estanterias. La cubierta de esta zona esta realizada con cerchas metálicas, como se puede observar en la ilustración 29, apoyadas en los pilares sobre los que se coloca la cubierta a dos aguas y se revistie a las cerchas por el interior de un falso techo de acabado en madera con curvaturas que es el que da el aspecto final al interior de la biblioteca.

Por último, todos los aseos cuentan con extracción de aire. 3. INSTALACIÓN CONTRA INCENDIOS El edificio cuenta con protección contra incendios (PCI), tiene dos depósitos de agua para suministro de equipos de manguera y con tomas de bombeo para su alimentación. Por otro lado, tiene instalado detectores de humo y gases de combustión invisibles, pulsadores automáticos, sistema automático de extinción con halón 1301 y extintores manuales como medio de primer auxilio.

Ilustración 31. Construcción muros de la biblioteca de ladrillo. Fuente: Archivo universitario.

Datos obtenidos de la memoria original del proyecto del edificio.

Según la memoria de instalaciones del proyecto original del edificio.

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4.4.

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7. Clima marino o de la costa occidental 8. Clima mediterráneo 9. Clima de desiertos y estepas 10. Clima continental húmedo C. Clima de latitudes altas 11. Clima continental subártico 12. Clima subártico marino 13. Clima de tundra 14. Clima de casquete de hielo D. Clima sin localización definida 15. Clima de montaña

PARÁMETROS CLIMÁTICOS

Es importante definir el clima de la zona ya que este nos proporciona información para el futuro estudio del edificio y las ventajas y desventajas que presenta el mismo en función de las temperaturas y cambios climáticos que existan. Para hacer un estudio del clima de la zona, hay que tener en cuenta que existen varios tipos de clasificaciones climáticas cuyo nombre depende del método o métodos utilizados para identificar zonas climatológicas homogéneas. Así, por ejemplo, las clasificaciones biogeográficas están basadas en la distribución de especies vegetales, poblaciones animales y elementos climáticos; las clasificaciones geográficas analizan la localización del clima prototipo de una región y su extensión, por analogía a otras regiones; las clasificaciones algebraicas emplean índices fitoclimáticos de aridez para obtener combinaciones algebraicas de los diferentes elementos climáticos. En este caso, se va a utilizar las clasificaciones genéticas basadas en la circulación general de la atmósfera y en las alteraciones locales de las masas de aire. En el libro “Arquitectura bioclimática” de F. Javier Neila González se habla sobre la creación y el origen de este tipo de clasificaciones: Las novedosas ideas sobre la meteorología de latitudes medias y altas contenidas en los trabajos de la escuela de Bergen abrieron un nuevo camino a las clasificaciones climáticas. Los trabajos sobre las discontinuidades y masas de aire de Bergeron, Bjerknes y Solberg proporcionaron la documentación adecuada para crear las clasificaciones genéricas. Estas clasificaciones se basan en las interacciones entre los efectos generados por la circulación en general de la atmósfera y factores geográficos a gran escala. Dentro de estas clasificaciones existen diferentes tipos como las clasificaciones de H. Flohn y la de A. Strahler las cuales utilizan información sobre los cambios estacionales en la circulación general y posiciones de los centros de presión a nivel global. A. Strahler propuso en 1951 una clasificación muy simple basada en estos criterios, pero a la vez clara y efectiva. Este es, concretamente, el tipo que se va a utilizar como estudio del edificio modelo. Divide los climas de la Tierra en tres grupos: A. Clima de latitudes bajas, controlados por las masas de aire tropical y ecuatorial. B. Clima de latitudes medias, controlados por las masas de aire tropical y polar. C. Cima de latitudes altas, controlados por las masas de aire polar y ártico. Estas tres zonas se dividen en catorce regiones climáticas definidas y una más, el clima de regiones de montaña, variable según la zona. A. Clima de latitudes bajas 1. Clima ecuatorial húmedo 2. Clima del litoral de los alisios 3. Clima de desiertos y estepas tropicales 4. Clima desértico de la costa occidental 5. Clima tropical seco-húmedo B. Clima de latitudes medias 6. Clima subtropical húmedo

Ilustración 32. Clasificación climas. Fuente: Wikipedia

Como se ha descrito anteriormente el edificio de estudio se encuentra en España, la cual se engloba dentro del clima de latitudes medias, concretamente en clima mediterráneo (8).

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CLIMA MEDITERRANEO Características generales del clima mediterráneo: - Comprendido entre los paralelos 30o - 45o N y 30o - 45o S - Clima templado lluvioso con veranos cálidos y secos - Grandes variaciones estacionales que dan lugar a inviernos lluviosos y veranos secos - Las lluvias se concentran fundamentalmente en otoño e invierno. - La oscilación anual de temperaturas es moderada

4.4.1. MARCO CLIMATOLÓGICO DE ALCALÁ DE HENARES Alcalá de Henares se encuentra a una latitud 40.48 ͦ hemisferio norte. Se engloba dentro del clima mediterráneo descrito anteriormente, con veranos cortos, muy calientes y secos e inviernos largos, muy fríos y parcialmente nublados. TEMPERATURA En la siguiente imagen se puede observar la media de temperaturas máximas y mínimas registradas en Alcalá de Henares, en función de los meses del año:

Estrategias para el clima mediterráneo:

Necesidad de aislamiento térmico debido a los inviernos fríos y los veranos calurosos. Protección de los edificios, en especial de los huecos, de la radiación solar durante el verano, sobre todo en las zonas más calurosas. La protección solar tiene como objetivo reducir los efectos de la radiación solar durante el verano, pero debe ser suficientemente flexible como para permitir su captación durante el invierno. Estrategias típicas que podemos aplicar para la protección contra a radiación solar: 1. Fomentar los espacios públicos con soportales como método de protección del sol del verano y de la lluvia. 2. Presencia de patios con vegetación autosombreados por el edificio y donde se pueda producir el enfriamiento radiante o evaporativo. 3. Voladizos que protejan del sol y de la lluvia las fachadas. 4. Huecos protegidos con elementos que puedan abrirse o cerrarse según la época del año (contraventanas, persianas, cortinajes, etc.) 5. Dotar al edificio de mucha masa térmica con muros gruesos y pesados. 6. Incorporación de materiales aislantes térmicos 7. Edificios enterrados o semienterrados para incrementar el efecto de la masa y del aislamiento térmico 8. Ventilación cruzada entre la fachada, o entre fachadas y cubierta.

Ilustración 33. Gráfico promedio temperaturas máximas y mínimas en Alcalá de Henares. Fuente: Weather Spark.

Como se muestra en el gráfico, en los meses más fríos se alcanzan temperaturas de 10 °C máximo y llegan a bajar hasta 1°C siendo poco frecuentes las temperaturas bajo cero. Por otro lado, durante los meses más calurosos, las temperaturas oscilan entre los 33°C y los 17°C, llegando en algunos casos a subir hasta los 37°C.

Promover e impulsar la ventilación, tanto para eliminar el sobrecalentamiento en verano, como para evitar las humedades y condensaciones en invierno.

PRECIPITACIONES

La protección solar tiene como objetivo reducir los efectos de la radiación solar durante el verano, pero debe ser suficientemente flexible como para permitir su captación durante el invierno.

El tipo más común de precipitación en Alcalá de Henares durante el año es solo lluvia, siendo casi nula la probabilidad de precipitaciones en forma de nieve o granizo. La precipitación media anual es de 425 milímetros.

Protección solar

Según el siguiente gráfico, la estación del año con más concentración de lluvias se corresponde con el otoño, destacando el mes de octubre en el cual se registran unos datos de acumulación total promedio de 46 milímetros. No se deben olvidar los meses correspondientes a la primavera, donde también existe un porcentaje alto de precipitaciones. Por otro lado, en los meses de junio, julio y agosto, correspondientes con el verano, se registran los datos con menor cantidad de lluvia promedio.

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4.5.

VISITAS Y TRABAJO DE CAMPO

Para tener una visión conjunta sobre el edificio y la obtención de los datos necesarios para la elaboración del trabajo, se han realizado varias visitas y trabajos de campo. A continuación se describe la información obtenida en dichas visitas.

4.5.1. VISITA DE CAMPO 1: 21-OCT-2019 Esta primera visita al edificio estaba prevista para obtener documentación gráfica y escrita sobre el aulario María de Guzmán que a la vez es el propio archivo universitario por lo que se ha podido realizar, también, una primera toma de contacto con la distribución del mismo, los espacios interiores y exteriores, la superficie que ocupa en el emplazamiento así como las edificaciones que se presentan a su alrededor. Se aportan, a continuación, algunas imágenes de la visita realizada: Ilustración 34. Gráfico promedio precipitaciones en Alcalá de Henares. Fuente: Weather Spark.

HUMEDAD La humedad, correspondiente con el punto de rocío en Alcalá de Henares, se mantiene constante prácticamente en 0% durante todo el año, es decir, aunque existan diferencias de temperatura entre el día y la noche, este punto de rocío no varía. VIENTO La velocidad promedio de viento en esta localidad, no tiene variaciones estacionales grandes. Los meses con velocidades de viento más altas se registran en febrero, marzo y abril (franja gris), con velocidades de viento promedio de más de 13 kilómetros por hora.

Ilustración 36. Aula 4 segunda planta. Fuente: Elaboración propia.

Ilustración 35. Gráfico promedio velocidad del viento en Alcalá de Henares. Fuente: Weather Spark.

Ilustración 39. Lucernario pasillo zona aulas. Fuente: Elaboración propia.

Ilustración 37. Aula informática 2 planta sótano. Fuente: Elaboración propia.

Ilustración 38. Entrada de luz biblioteca. Fuente: Elaboración propia.

ESTUDIO DE MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO EN EDIFICIOS

TRABAJO FINAL DE GRADO

Ilustración 41. Puerta de acceso principal al edificio. Fuente: Elaboración propia.

Ilustración 43. Detalle de fachada principal del aulario. Fuente: Elaboración propia.

Ilustración 44. Fachada principal del aulario. Orientación sureste. Fuente: Elaboración propia.

Ilustración 42. Detalle de fachada principal del aulario. Fuente: Elaboración propia.

Ilustración 40. Fachada noroeste. Fuente: Elaboración propia.

Ilustración 45. Detalle fachada noroeste. Fuente: Elaboración propia.

Ilustración 46. Fachada noroeste. Acceso al patio trasero. Fuente: Elaboración propia.

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TRABAJO FINAL DE GRADO

4.5.2. VISITA DE CAMPO 2: 24-10-2019 En esta segunda visita de campo se llevó a cabo un análisis más concreto de la planta sótano del edificio, obteniendo fotografías de las diferentes estancias de esta planta y observando ciertas patologías y deficiencias que presenta la edificación en esta zona. Se observaron humedades localizadas en los despachos del archivo universitario, en el cuarto de calderas y en el almacén de limpieza, además de la falta de sistemas de climatización adecuados para dichos despachos e insuficiencia de aislamiento en los muros que desencadena, a su vez, la necesidad de uso de sistemas de climatización y refrigeración ocasionando un mayor gasto económico y contaminante.

Ilustración 47. Despachos archivo universitario planta sótano. Fuente: Elaboración propia.

Ilustración 49. Humedades almacén planta sótano. Fuente: Elaboración propia

Ilustración 48. Equipos climáticos despachos archivo. Fuente: Elaboración propia.

Ilustración 50. Humedades despacho archivo planta sótano. Fuente: Elaboración propia.

Ilustración 56. Vestíbulo planta sótano. Fuente: Elaboración propia.

Ilustración 51. Depósito archivo universitario. Fuente: Elaboración propia.

Ilustración 54. Depósito archivo universitario. Fuente: Elaboración propia.

Ilustración 53. Despacho archivo universitario. Fuente: Elaboración propia.

Ilustración 52. Acceso archivo planta sótano. Fuente: Elaboración propia.

Ilustración 55. Terraza despacho archivo universitario. Fuente: Elaboración propia.

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TRABAJO FINAL DE GRADO

4.5.3. VISTITA DE CAMPO 3: 26-12-2019 El motivo concreto de esta visita fue la toma de datos y mediciones de ciertas zonas del edificio de las que se carecía de información, concretamente de la fachada noroeste y de la fachada noreste, para la elaboración de material gráfico de los alzados. Se incluyen, por lo tanto, imágenes y croquis de la toma de datos realizada en el terreno.

Ilustración 60. Fachada noroeste. Fuente: Elaboración propia.

Ilustración 59. Croquis toma de medidas fachada noreste. Fuente: Elaboración propia.

Ilustración 58. Toma de datos. Fuente: Elaboración propia.

Ilustración 57. Lucernario noreste. Fuente: Elaboración propia. Ilustración 61. Fachada noreste. Fuente: Elaboración propio.

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Ilustración 65. Croquis salida al patio trasero. Fuente: Elaboración propia.

TRABAJO FINAL DE GRADO

Ilustración 63. Puerta acceso al patio trasero. Fuente: Elaboración propia.

Ilustración 62. Escalera salida de emergencia. Fuente: Elaboración propia.

4.5.4. VISITA DE CAMPO 4: 14-01-2020 En esta última visita se concretaron los materiales y espesores que conforman los cerramientos del edificio junto con la documentación de la memoria original del proyecto cedida por el propio archivo universitario. Se aportan algunos de los croquis realizados.

Ilustración 64. Croquis forjados y muros Aulario María de Guzmán. Fuente: Elaboración propia.

Ilustración 66. Croquis muros Aulario María de Guzmán. Fuente: Elaboración propia.

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TRABAJO FINAL DE GRADO

5. ANÁLISIS DEL ESTADO ACTUAL DE LA EDIFICACIÓN En la ilustración 26, se representan las cuatro fachadas diferentes a modo de esquema para tener como referencia a la hora de entender las cartas solares.

Para la determinación de que soluciones constructivas bioclimáticas o que tecnologías son las más adecuadas para el ahorro energético del edificio, es imprescindible realizar un estudio previo de las deficiencias energéticas que presenta dicho edificio. Resulta primordial un estudio del comportamiento del sol en la zona de actuación y confeccionar diagramas de confort para determinar cuál es esa zona de confort térmica dentro del edificio de estudio. Para ello, se utilizan una serie de programas y herramientas que nos aportan la información necesaria.

A continuación se presentan las interpretaciones de la información obtenida por los programas y herramientas utilizadas para el análisis del Aulario María de Guzmán.

5.1.

Fachada Noreste: 54 ͦ Norte Fachada Sureste: 145 ͦ Norte Fachada Suroeste: 234 ͦ Norte Fachada Noroeste: 325 ͦ Norte

ESTUDIO DE SOLEAMIENTO

Para la realización de este estudio solar se han utilizado dos herramientas diferentes para conocer la geometría solar que se manifiesta en el edificio, de qué forma incide sobre él y la cantidad de horas que se encuentra asoleado.

Ilustración 68. Esquema representación de las fachadas del edificio. Fuente: Elaboración propia.

Las dos herramientas utilizadas son, por un lado, SOL-AR para la obtención de cartas solares y por otro lado, la herramienta de modelado BIM Autodesk Revit como apoyo a las cartas para la representación de las trayectorias solares sobre el edificio de estudio en vistas 3D. ESTUDIO DE LA FACHADA NORESTE

A través de la herramienta SOL-AR podemos obtener cartas solares para latitudes específicas. Se trata de una herramienta de soporte en el diseño de protecciones solares a través de la visualización gráfica de los ángulos de proyección deseados mediante el transportador, pudiendo ser representado cualquier ángulo de orientación.

Esta fachada se encuentra orientada 54 ͦ norte, con latitud 40.48 hemisferio norte.

El programa también permite a las ciudades, cuyos datos horarios están disponibles en la base de datos, la visualización de la temperatura anual y las oscilaciones correspondientes a las trayectorias a lo largo del año solar y el día. Para el estudio de este edificio se han introducido los ángulos de orientación correspondientes de cada fachada y la latitud de Alcalá de Henares, lugar donde se encuentra ubicada la edificación, 40.4820518 ≈ 40.48 hemisferio norte. Por lo tanto, esta herramienta permite saber con exactitud la exposición y horas de sol en cada fachada durante su trayectoria anual. Para las representaciones 3D de las trayectorias solares en el edificio con la herramienta BIM, se han elegido las dos situaciones extremas que debe aguantar el edificio; el invierno, desde del 22 de diciembre hasta el 21 de marzo; y el verano, del 21 de junio al 21 de septiembre.

Ilustración 67. Carta solar 54º noreste. Fuente: Elaboración propia.

Según la carta solar obtenida (ilustración 25), en este caso podemos observar que la exposición de esta fachada al sol se comprende desde las primeras horas de la mañana, con el comienzo de la salida del sol, hasta las 9:00h aproximadamente en los meses de Invierno, dejando un total de 3 horas de incidencia solar, y llegando hasta las 10:00h/11:00h en los meses de verano cuando el sol aumenta su trayectoria con un total de 6 horas de incidencia solar en esta fachada. Esto no supone ningún problema grave ya que es una de las “caras cortas” y no requiere de gran cantidad de exposición al sol ya sea para calentarse o para obtener luz solar.

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Se puede comprobar en las siguientes ilustraciones de forma más visual, el recorrido que realiza el sol en esta fachada durante los meses de invierno y verano:

ESTUDIO DE LA FACHADA SURESTE Esta fachada se encuentra orientada 145 ͦ al noreste, con latitud 40.50 hemisferio norte. En esta cara del edificio se encuentra su principal acceso y comprende, en su mayor medida, toda la longitud de la biblioteca. Según la carta solar obtenida, esta cara del edificio es la que mayor incidencia solar recibe durante el día. En los meses de noviembre, diciembre y enero, el orto se produce sobre las 7:30h y se puede observar como esta fachada engloba prácticamente la totalidad de la trayectoria del sol, desde su salida hasta las 16:00h. Durante los meses de mayo, junio y julio la incidencia del sol en esta fachada se hace presente desde su salida hasta la 13:00h aproximadamente, en la que la fachada seguirá recibiendo luz solar pero no una radiación de forma directa, ya que el recorrido que realiza el sol en verano es mucho más alto y extenso que el recorrido Ilustración 70. Carta solar 145º noreste. Fuente: Elaboración propia. que realiza en invierno.

Ilustración 69. Trayectoria solar de invierno. Fuente: Elaboración propia.

A continuación se representan las trayectorias solares en esta fachada para los meses de invierno y de verano:

Ilustración 71. Trayectoria solar de verano. Fuente: Elaboración propia. Ilustración 72. Trayectoria solar de invierno. Fuente: Elaboración propia.

El punto exacto del sol en la representación de la trayectoria solar de la ilustración 31 es el 19 de febrero a las 11:50h. Como se puede observar, en los meses de invierno, la incidencia solar se hace presente en esta cara del edificio durante casi todo el día. Además, al ser la trayectoria más baja, no se proyectan sombras por la cubierta en la fachada.

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ESTUDIO FACHADA NOROESTE Esta fachada se encuentra orientada a 325 ͦ al noreste, con latitud 40.50 hemisferio norte. Esta cara del edificio es una de las llamadas “caras largas” y engloba en su interior las aulas. Está formada, en su mayor medida, por una cristalera dando luz natural a las estancias interiores como se ha explicado en la descripción del edificio (apartado 4.3.1.). En esta carta solar se observa que en el solsticio de invierno prácticamente no hay incidencia solar directa en todo el día, solo durante la última hora de la tarde antes de la puesta de sol. En el solsticio de verano, cuando aumenta la cantidad de horas de presencia solar, la exposición directa al sol en esta fachada comienza al mediodía, sobre las 14:00h/15:00h aproximadamente, hasta su puesta, dejando un total de unas 5 horas de incidencia solar directa.

Ilustración 73. Trayectoria solar de verano. Fuente: Elaboración propia.

Durante los meses de verano el sol está más alto y la trayectoria solar es más amplia. Esto da lugar a que la cubierta arroje sombras en esta fachada pero la incidencia solar durante el día sigue siendo muy intensa. El punto exacto del sol en la representación de la trayectoria solar de la ilustración 32 es el 23 de agosto a las 11:44h.

Ilustración 75. Carta solar 325º noreste. Fuente: Elaboración propia.

ESTUDIO DE LA FACHADA SUROESTE

A continuación se representan las trayectorias solares en esta fachada para los meses de invierno y de verano: Esta fachada se encuentra orientada a 234 ͦ al sureste, con latitud 40.50 hemisferio norte. Se incluye la carta solar de la fachada Suroeste aunque no se va a realizar un estudio exhaustivo de ella ya que se encuentra prácticamente oculta por una edificación con lo que resulta complicado su toma de datos, además, se trata de una de las fachadas “cortas” por lo que no se van a realizar modificaciones en esta cara.

. Ilustración 74. Carta solar 234º noreste. Elaboración propia.

Ilustración 76. Trayectoria solar de invierno. Fuente: Elaboración propia.

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muro cortina acristalado albergando dichas aulas, tendrá un valor de transmitancia térmica elevado sumado a la nula incidencia solar en los meses de invierno lo que supondrá un mayor enfriamiento de las estancias.

5.2.

ESTUDIO DE LA ZONA DE CONFORT TÉRMICO

Su origen procede del diagrama de temperaturas efectivas de ASHRAE-KSU que a su vez, este, tiene la estructura de un diagrama psicométrico. En él se representan la temperatura del bulbo seco, la temperatura del bulbo húmedo, la tensión del vapor y la humedad relativa. Su uso es muy adecuado para climas cálidos y secos. El diagrama, que también recibe el nombre de carta bioclimática de Givoni, es empleado para determinar qué estrategias bioclimáticas son las más adecuadas en función de las condiciones higrotérmicas del edificio en una determinada época del año. Estas estrategias tienen la finalidad de crear un ambiente interior comprendido dentro de la zona de confort térmico, utilizando ciertos materiales y una estructura constructiva determinada para el edificio y teniendo en cuenta unas condiciones exteriores definidas. Incluye, por lo tarto, como variable, la repercusión de la propia edificación sobre el clima y el ambiente.

Ilustración 77. Trayectoria solar de verano. Fuente: Elaboración propia.

Se puede concluir, gracias a las ilustraciones 35, 36 y 37, que esta fachada es la que menos incidencia solar recibe durante el día puesto que está orientada, en su mayor medida, cara norte. Solo durante los meses de verano, donde el sol está más alto y su recorrido es más prolongado, se llega a obtener radiación solar directa.

CONCLUSIONES OBTENIDAS DEL ESTUDIO DE SOLEAMIENTO Una vez realizado el análisis de cada una de las fachadas del edificio, se procede a realizar una recopilación de los datos obtenidos para conocer la geometría solar sobre el conjunto del edificio. La mayor parte de radiación solar que recibe la fachada noreste, se hace presente durante las primeras horas de la salida del sol, proporcionando a la vez luz natural al interior de los despachos que acoge esta cara del edificio en su interior. Como se ha mencionado en el análisis, no supone un gran problema ya que las estancias interiores suelen tener una ocupación mínima por lo que, aunque no reciban una gran cantidad de radiación solar durante el día, no son difíciles de calentar o enfriar. En lo referente a la fachada orientada al sureste, se ha podido comprobar que es la que más horas de exposición solar presenta durante todo el año. Cabe destacar que, además, esta fachada no cuenta con ningún elemento colindante que le proporcione sombra durante el día, es decir, está totalmente expuesta a los rayos solares. Se deberá estudiar para este caso, la incorporación de estrategias bioclimáticas que aprovechen al máximo esa radiación solar para calentar las estancias interiores en invierno, con especial atención a la biblioteca, así como elementos de protección para los meses de verano. Por otro lado, respecto a la fachada noreste, se puede verificar su escasa radiación solar durante todo el año. Esto puede suponer un grave problema ya que las aulas poseen el mayor porcentaje de ocupación del edificio por lo que hay que llevar un control más exhaustivo de la climatización. Además, al contar la fachada con un

Ilustración 78. Diagrama de Givoni Fuente: Internet

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DICIEMBRE SIN ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICAS

Está compuesto por varias zonas identificadas con números que delimitan los ambientes interiores en los que se puede encontrar la edificación. Estas zonas sugieren desde diferentes tipos de estrategias bioclimáticas hasta la utilización de sistemas convencionales de climatización y refrigeración, cuando no sea posible el uso de las primeras, para solventar las diferencias de temperatura y humedad hasta llegar a la zona de confort 1 o la zona de confort permisible 2, las cuales se encuentran sombreadas. Cabe destacar que estas zonas en muchas ocasiones se superponen, lo que indica que se puede utilizar una, otra, o una combinación de varias sumando sus resultados. Para la determinación del área de confort térmico, se fijan como parámetros climáticos una temperatura seca de entre 21 ͦC y 26 ͦC referentes a las necesidades establecidas cuando los ocupantes se encuentran en situación estática con ropa ligera y a la sombra, con un margen de temperatura de 20 ͦC mínimo y 28 ͦC máximo, lo que se denominaría zona de confort permisible (numero 2). Además, debe contener una humedad relativa correspondiente al 80% en su límite superior y 20% en el límite inferior, y una velocidad del aire menor a 1,5m/s. Con todos estos parámetros queda totalmente definida la zona de confort y la zona de confort permisible las cuales hacen referencia al área establecido en el cual no es necesaria ninguna corrección constructiva para la obtención del bienestar. Para el estudio de las estrategias más recomendables a adoptar por este edificio, se ha utilizado la herramienta Climate Consultant 6.0, software para la obtención, análisis y presentación de gráficos climáticos, que en su última sección muestra la carta de Givoni ofreciendo la posibilidad de modificar los datos en función de la localización, la latitud, los meses del año, los días e incluso las horas.

Ilustración 79. Diagrama de Givoni Diciembre sin estrategias bioclimáticas. Fuente: Elaboración propia.

En este diagrama, se representan las temperaturas en el mes de diciembre las cuales oscilan entre 0°C, llegando algunos días a alcanzar temperaturas bajo cero, y 14°C aproximadamente.

Es importante mencionar que este análisis se está realizando para un edificio ya construido de cara a poder añadir algún tipo de sistema de ahorro de energía acorde con la configuración y características que presenta. Por eso se tendrá en cuenta en todo momento los sistemas constructivos y materiales que contiene el edificio, descritos anteriormente en el apartado 4.3.1.

Se puede observar que sin ningún tipo de aporte energético para calentar la estancia, no se llega al área de confort térmico en ninguno de los días de este mes. Es por eso que todos los puntos, que representan las horas de los diferentes días, aparecen de color rojo. Esto supone que para llegar a la zona de confort se debe dotar al edificio de ciertas estrategias pasivas o activas y del uso de sistemas convencionales de climatización y refrigeración cuando no sea posible llegar a las temperaturas deseadas con las primeras.

Se ha elegido como localización más próxima a Alcalá de Henares, ya que esta no aparece directamente en la base de datos del programa, Madrid con una latitud de 40.41 ͦ Norte y longitud de 3.68 ͦ Oeste. Para el estudio del área de confort en el edificio, se han seleccionado diagramas con y sin estrategias bioclimáticas en un mes representativo para cada estación del año, para estudiar el funcionamiento del edificio en ambas situaciones. También se ha puesto como condicionante las horas en las que el edificio está en uso, comprendidas entre las 8a.m. y las 9p.m. Con esto se podrá cubrir todas las estrategias necesarias a adoptar según la época del año para llegar a la zona de confort térmico.

Un dato interesante que también aporta el diagrama de Givoni son las horas totales de funcionamiento del edificio según la franja horaria que se ha establecido al inicio (de 8a.m a 9p.m). Para el mes de diciembre se establece un total de 420 horas en las que el edificio se encuentra en uso, y por tanto con un porcentaje de ocupación de personas. Es por eso que se debe llegar al área de confort térmico en todas esas horas.

Se ha seleccionado el mes de Diciembre como mes representativo para el invierno, Marzo para la estación de primavera, Junio para el verano y por último Septiembre para representar la estación de otoño.

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DICIEMBRE CON ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICAS

calientan, absorben algo de ese calor y lo van soltando poco a poco al interior de las diferentes espacios para ser calentados.

MARZO SIN ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICAS

Ilustración 80.Diagrama de Givoni Diciembre con estrategias bioclimáticas. Fuente: Elaboración propia.

En este diagrama, al igual que en el anterior, se presentan las temperaturas correspondientes al mes de Diciembre que van desde temperaturas bajo cero en los días más fríos, hasta alcanzar unas temperaturas máximas de 14°C aproximadamente en ciertas horas de los días más calurosos dentro del mes.

Ilustración 81.Diagrama de Givoni Marzo sin estrategias bioclimáticas. Fuente: Elaboración propia.

En este diagrama podemos observar que, para llegar al área de confort térmico establecido, es necesario incluir un aporte de calor de un 77.2% que no es posible solventar con ningún tipo de estrategia de diseño pasivo. Esto se debe a las bajas temperaturas que se alcanzan en el mes de diciembre y a la reducción de las horas de presencia del sol, que imposibilitan la captación de radicación solar directa en ciertas horas en las que el edificio está en uso.

En el mes de Marzo las oscilaciones de temperatura varían notablemente, desde 2°C en las horas del día donde la temperatura es menor, hasta alcanzar los 18°C. Al igual que en el mes de Diciembre, en el mes de Marzo no se llega al área de confort en ningún caso sin el aporte necesario para calefactar el interior del edificio, y es que el área de confort está comprendido entre los 20°C y los 28°C aproximadamente dependiendo de la humedad que haya en el interior de la estancia y, como se ha mencionado anteriormente, en Marzo la máxima son 18°C.

El resto del porcentaje para alcanzar las 420 horas necesarias de confort en el interior del edificio está asociado en un 1.1% a las ganancias internas de calor generadas por la propia actividad de los ocupantes del edificio, por el calor transferido de la radiación solar y el generado por la propia iluminación y por el calor perteneciente a los propios equipos utilizados, como ordenadores y equipamiento tecnológico de las aulas.

Sin embargo, a diferencia que en el mes de Diciembre, en este gráfico se puede observar que los puntos rojos, que representan las horas de los diferentes días del mes, están más dispersos. Esto supone una mayor variación de los niveles de humedad relativa y tensión de vapor junto con variaciones de temperaturas, pues en marzo empieza a ser presente el aumento de la duración de los días y de la radiación solar.

Por último el 22.4% corresponde a las condiciones ambientales en las que se puede conseguir el confort en el interior a través de sistemas de aprovechamiento pasivo de la energía solar. Puede ser de forma directa, por la acción de los rayos solares que entran directamente a través de las ventanas calentando las estancias interiores, o de forma indirecta con la instalación de sistemas de captación y acumulación del calor obtenido por la radiación solar incidente y a través de materiales de gran masa térmica. Estos sistemas deberían instalarse fundamentalmente en la fachada sur, dónde la radiación solar es más persistente y puede ser absorbida por los materiales del interior del edificio como muros, tabiques, suelos, etc., los cuales se

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MARZO CON ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICAS

JUNIO SIN ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICAS

Ilustración 82.Diagrama de Givoni Marzo con estrategias bioclimáticas. Fuente: Elaboración propia.

Ilustración 83. Diagrama de Givoni Junio sin estrategias bioclimáticas. Fuente: Elaboración propia.

Se adoptan en este gráfico las medidas necesarias para llegar al área de confort térmico en el mes de Marzo, en el que las temperaturas varían entre 2°C y 18°C.

Durante el mes de Junio, como se puede observar en la ilustración 43, las temperaturas varían entre 13°C, en las horas con temperaturas mínimas, hasta alcanzar temperaturas máximas de 32°C aproximadamente en las horas más calurosas.

Al igual que en el mes de Diciembre, se pueden aplicar dos estrategias pasivas para el aprovechamiento del calor: las ganancias internas y las ganancias solares directas.

Al contrario que en los meses de Diciembre y Marzo, en Junio, sin necesidad de aplicar ninguna estrategia bioclimática ni sistemas de aporte de frío o calor, se obtiene un 56.2% de las horas dentro del área de confort, 236 horas de las 420 horas totales. Esto facilitará notablemente la inclusión de soluciones de diseño pasivas para llegar al 100% de confort térmico. Si se realiza un buen diseño de las estrategias puede que incluso no sea necesario incluir el uso de sistemas convencionales de refrigeración en los meses de verano.

Gracias a las ganancias internas de calor se puede llegar a solventar casi el 50% del porcentaje necesario para llegar al área de confort. Estas ganancias son generadas por la propia actividad de los ocupantes del edificio, el calor transferido por la radiación solar, y por último, de la propia iluminación de la edificación y el calor perteneciente a los propios equipos utilizados. Todos estos elementos proporcionan gran cantidad de energía transmitida en forma de calor al interior de las estancias. A las ganancias directas solares pasivas se les asocia un 35,3% del porcentaje total y es adquirido gracias a la radiación solar directa que entra por las ventanas y calienta las diferentes estancias, y por la captación de radiación de los diferentes materiales que conforman las fachadas los cuales son capaces de absorber el calor procedente del sol y transmitirlo en el interior del edificio en forma de calor. En el mes de Marzo los días comienzan a beneficiarse de una mayor cantidad de horas de luz solar natural y un aumento en las temperaturas lo que da lugar a un incremento en las ganancias internas y directas por parte de la radiación solar. Por último, no es posible llegar a la zona de confort térmico solo con las dos estrategias descritas anteriormente por lo que será necesario dotar al edificio con ciertos sistemas que generen y aporten calor al interior de las estancias para llegar al 47.7% restante.

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JUNIO CON ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICAS

SEPTIEMBRE SIN ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICAS

Ilustración 84. Diagrama de Givoni Junio con estrategias bioclimáticas. Fuente: Elaboración propia.

Ilustración 85.Diagrama de Givoni Septiembre sin estrategias bioclimáticas. Fuente: Elaboración propia.

Las temperaturas son las mismas que el diagrama anterior al ser representado el mes de Junio en ambos diagramas.

Septiembre, elegido como mes representante del otoño, se caracteriza por tener una variación de temperaturas elevadas, con oscilaciones entre los 13°C y los 32°C. Su representación en el diagrama de Givoi es muy similar a la del mes de Junio aunque se puede apreciar que los puntos comienzan a estar menos dispersos por arriba y por abajo, símbolo de una humedad más estable, sin alteraciones.

En este caso, se llega al 100% de confort térmico para todas las horas de uso de la edificación en su interior, gracias a la aplicación de ciertas estrategias de diseño.

En este mes, el 55% del porcentaje total de horas (231 horas) se engloba dentro del área de confort térmico sin necesidad de aplicar ninguna estrategia de diseño. Al igual que en el mes de Junio, si se realiza un correcto diseño de las estrategias y un buen uso de las mismas se podrá llegar al confort térmico sin tener que hacer uso de sistemas convencionales de refrigeración o de climatización.

Como se ha mencionado anteriormente, el 56.2% de las horas se encuentra encuadrado en el área de confort térmico sin la necesidad de ninguna contribución de frío ni calor. El 43.8% de las horas restantes (184h) se podrán solventar por la aplicación de diferentes soluciones como dotar a las ventanas de protecciones que proyecten sombra para evitar la entrada de radiación solar directa y que el interior de las estancias se calienten, o incluir elementos de alta masa térmica, lo que ayudará a enfriar el edificio por las noches y a refrescarlo durante el día cubriendo así las horas en las que se llega al pico de altas temperaturas. Por último, para las primeras horas del uso del edificio donde no se llega a la zona de confort, no será necesario la inclusión de sistemas de climatización ya que las ganancias internas de calor generadas por la propia actividad de los ocupantes del edificio, el calor transferido por la radiación solar y de la propia iluminación de la edificación y el calor perteneciente a los equipos utilizados como ordenadores y equipamiento tecnológico de las aulas, ayudarán a llegar a la temperatura perteneciente al área de confort. En el caso de no poder incluir o no disponer de elementos de alta masa térmica, el 15.5% correspondiente a la refrigeración por alta masa térmica deberá solventarse a través sistemas que generen frío al interior del edificio para el enfriamiento del mismo.

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TRABAJO FINAL DE GRADO

SEPTIEMBRE CON ESTRATEGIAS DE DISEÑO BIOCLIMÁTICAS

CONCLUSIONES OBTENIDAS DEL ESTUDIO DE LA ZONA DE CONFORT TÉRMICO Una vez analizados los diagramas para los meses seleccionados, se procede a realizar una síntesis de la información recaudada con especial relevancia en los meses de junio y diciembre, los cuales representan las dos situaciones extremas que deberá aguantar el edificio de uso docente. En los cuatro diagramas se puede apreciar que la humedad se mantiene constante sin grandes cambios aunque existan oscilaciones de temperaturas considerables entre el día y la noche y, sobre todo, de verano a invierno. Esto coincide con lo estudiado en el apartado 4.4.1 sobre el marco climatológico de Alcalá de Henares. Para los meses de diciembre y marzo se ha observado que en ningún momento el edificio es capaz de llegar al área de confort térmico por sí solo. En este caso es necesario el diseño de estrategias bioclimáticas que aporten calor al interior de las estancias. Siempre que este calor no pueda ser generado a través del aprovechamiento solar pasivo, se pueden incluir otras técnicas constructivas que contribuyan al ahorro energético como, por ejemplo, el arropamiento del edificio a través de aislamientos o sistemas de doble piel, evitando que el calor generado en el interior del edificio salga al exterior. En el caso de los meses de junio y septiembre, cuyos diagramas resultan ser muy parecidos, sí se llega al área de confort térmico establecido en ciertas horas del día sin la necesidad de sistemas de aporte de calor o frío. Para solventar las pérdidas de calor durante estos meses, simplemente con el buen uso de las ganancias internas de calor generadas por el propio edificio de podría hacer frente a esas pérdidas. Por otro lado, para el enfriamiento del edificio durante las horas donde se produce un sobrecalentamiento en el interior de las estancias, el diagrama de Givoni propone la potenciación de la inercia térmica de los parámetros para su refrigeración durante la noche. En este caso también se puede hacer uso de otras soluciones constructivas que no sean captadoras de energía solar pasiva pero que contribuyan con el ahorro energético del edificio, de esta forma con la instalación de un buen aislamiento térmico, también se estará evitando la transmisión del aire caliente del exterior al interior del edificio.

Ilustración 86. Diagrama de Givoni Septiembre con estrategias bioclimáticas. Fuente: Elaboración propia.

En este diagrama se observa que el 55% de las horas están dentro del área de confort como se ha mencionado en el análisis del diagrama de septiembre sin estrategias bioclimáticas. Para solventar el 45% de las horas restantes y llegar a las 420 horas totales de confort térmico se pueden adoptar las siguientes medidas: Por un lado, si se incluyen protecciones solares a los elementos acristalados del edificio para evitar la entrada directa de radiación solar en su interior y el consecuente calentamiento excesivo de las estancias, se aumentará en 103 horas, es decir un 24,5%, las temperaturas idóneas necesarias dentro del edificio.

Para solventar las horas en las que se hace inevitable la utilización de sistemas de climatización o refrigeración, se puede promover el uso de las energías renovables para la transformación de energía procedente de fuentes naturales en energía térmica o energía eléctrica para ser usada por el propio edificio. Cuando aun haciendo uso de las fuentes naturales no se pueda llegar a general la energía suficiente para dotar al interior de las estancias de las condiciones de confort térmico, entonces y solo entonces, estará justificada la utilización de energías o fuentes energéticas convencionales para la refrigeración y climatización.

Por otro lado con la incorporación de elementos de alta masa térmica se fomenta que los materiales de estos elementos se enfríen por las noches y comiencen a refrescar el interior del edificio durante el día para ayudar a climatizar el edificio y que las estancias no se sobrecalienten. Esto se ve representado en la ilustración 46, en la zona 3 cubriendo las horas en las que se produce un aumento de la temperatura, entre las 2 p.m. y las 7 p.m. aproximadamente, incrementando en un 12.6% las horas de confort térmico. Por último, para solventar las horas en las que los puntos se salen del área de confort por un descenso de las temperaturas, se puede hacer uso de las ganancias internas de calor nuevamente con las que se llegará a cubrir el 32.4% restante (136 horas).

5.3.

DIAGNÓSTICO SITUACIÓN DE PARTIDA

Con todos estos datos obtenidos y gracias a las herramientas utilizadas, podemos realizar un diagnóstico del estado actual del edificio. Se procede a la realización de una síntesis de información unificando todos los datos obtenidos para conocer el funcionamiento del edificio y poder incorporar las soluciones constructivas más adecuadas para mejorar la eficiencia energética de la edificación, el aumento del bienestar de los ocupantes, la reducción de emisiones de dióxido de carbono liberado a la atmósfera y la reducción del coste económico generado por el uso de

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TRABAJO FINAL DE GRADO

FACHADA NOROESTE

sistemas convencionales de climatización y refrigeración sustituyendo estos por estrategias de diseño bioclimático o haciendo uso de la energías procedentes de fuentes naturales.

Como se ha descrito en el apartado 4.3.1. (Sistemas constructivos y materiales), esta cara del edificio está formada por un muro cortina acristalado que aporta luz natural a las estancias interiores, formadas por aulas. Alberga, también, los aseos con un cerramiento de acabado en panel sándwich es esta zona de la fachada (ver ilustraciones página 29).

Como se ha mostrado en los análisis anteriores, las fachadas más afectadas son la fachada sureste, la cual posee la entrada principal al edificio, y la fachada noroeste, que alberga las aulas. Por tanto, estas dos fachadas van a ser el objeto de estudio principal de diagnóstico para su posterior diseño de estrategias bioclimáticas, omitiendo el estudio de las fachadas noreste y suroeste que son las llamadas ‘’caras cortas’’.

Como se ha podido comprobar en las cartas y en las trayectorias solares, esta es la fachada con menos horas de exposición solar directa al día, llegando a ser prácticamente nula en el mes de Diciembre.

No hay que olvidar que el edificio de estudio en cuestión, no está regido por las normativas actuales de construcción que hay en España. Se debe tener esto en cuenta ya que ciertos aspectos del edificio como pueden ser espesores, transmitancias térmicas, tipo de materiales, etc., que en el momento de su construcción cumplían con todos los requisitos necesarios, actualmente son insuficientes o no son los más adecuados.

A lo anterior, hay que añadirle la gran apertura de huecos que conforma buena parte de esta fachada y que condiciona, sin duda, la climatización y el bienestar de los ocupantes que se encuentran en las estancias interiores. No hay que olvidar que las ventanas son el elemento constructivo más débil energéticamente hablando de la envolvente.

Se muestra a continuación el diagnóstico y las interpretaciones realizadas de las dos fachadas de estudio principales según los datos obtenidos.

En los meses más calurosos la orientación de la edificación constituye una ventaja ya que al no recibir tanta radiación solar, ayuda a que no se sobrecalienten excesivamente las distintas aulas albergadas por ese muro cortina acristalado. La polémica recae en que esta parte del edifico queda en desuso por parte de sus ocupantes en un 80% durante esta época del año, especialmente en el mes de Agosto, debido al periodo de finalización de clases. Alumnos y profesores componen el 100% de los ocupantes de las aulas, por lo que las estancias de esta cara del edificio quedan totalmente vacías durante el verano.

FACHADA SURESTE La fachada orientada al sureste alberga la entrada principal del edificio con el hall de recepción, la cafetería y la biblioteca ocupando la mayor parte de su extensión. Gracias a las cartas solares y a la visualización gráfica de las trayectorias solares, se puede concluir que es la cara con más horas diarias de exposición a la radiación solar directa por lo que sería adecuado usar medidas de protección solar para los meses más calurosos y sistemas que maximicen la captación y el aprovechamiento solar.

Por último, gracias al diagrama de Givoni se ha podido comprobar que para calentar el interior del edificio en los meses de invierno, especialmente las aulas las cuales tienen el mayor porcentaje de la actividad generada en el edificio, no es suficiente con las ganancias internas generadas por lo que es preciso recurrir a sistemas que generen calor para su climatización. Actualmente, para solventar estas necesidades se usan equipos convencionales de climatización lo que supone un mayor coste económico además de la generación de emisiones de CO2 a la atmósfera.

Hay que señalar que, aunque el muro que envuelve esta fachada este dotado de gran densidad, los espesores de los materiales que hay en su interior no son los más adecuados, destacando el espesor de 4 cm de aislamiento5. Este aislamiento es insuficiente según lo dispuesto en el CTE actual. Además, aunque no se puede saber con certeza, se sospecha que no hay continuidad de aislamiento en todos los cerramientos y en los encuentros claves como forjados, pilares, etc., lo que puede dar lugar a puentes térmicos en la envolvente del edificio.

Es una lástima que teniendo esta gran apertura de huecos que envuelve la mayor parte de la fachada, no se pueda realizar una mejora en la orientación del edificio para ayudar al aumento de la captación solar y climatización natural interior de las estancias promoviendo el bienestar de los usuarios y las temperaturas de confort sin tener que recurrir a la calefacción por medios mecánicos.

El diagrama de Givoni, sugiere la potenciación de elementos de alta masa térmica como estrategia bioclimática para la refrigeración durante las noches en verano y para la captación y acumulación de calor en invierno. Se deberá estudiar para esta fachada, ya que es la que más radiación solar recibe durante el día, la inclusión de sistemas que utilicen la inercia térmica como aprovechamiento solar pasivo.

Se hace presente aquí, de nuevo, la necesidad de una orientación inicial de la edificación adecuada, teniendo muy en cuenta los usos de cada estancia del edificio para el diseño de la envolvente.

Para hacer frente a la cantidad de energía que necesita el edificio cuando este se encuentre en funcionamiento, se deberá estudiar la instalación de sistemas de aporte energético procedente de fuentes de energía naturales para hacer frente a esas necesidades y a la vez reducir lo máximo posible el consumo de combustibles fósiles, no renovables y con mayor impacto ambiental. Una opción podría ser el establecimiento de algún sistema solar activo que transforme la cantidad de radiación solar que incide en esta fachada en energía térmica o eléctrica para consumo del propio edificio.

Hay que pensar, por lo tanto, en sistemas de captación solar o de elementos que ayuden a que no se disipe el calor en esta cara del edificio.

Según la memoria original del proyecto

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que la biblioteca pero en la planta sótano. Por último se hallan el vestíbulo de entrada, la conserjería y despachos correspondientes a de diferentes departamentos.

6. SINTESIS DE VALORES Y POSIBILIDADES

La fachada cuenta con una gran superficie lisa en la cual solo hay presencia de apertura de huecos a la derecha, esta parte de la fachada corresponde a la envolvente de la biblioteca. El estudio de las posibilidades de inclusión de nuevos sistemas constructivos y de estrategias de diseño pasivo se centrará, en un principio, en esta zona de la fachada ya que es a la que más partido se le puede sacar añadiendo que es una gran superficie para poder trabajar en ella (ilustración 87).

La orientación del edificio afecta a la demanda energética a través del impacto de la radiación solar y del viento sobre la envolvente. […] Sin tener en consideración el efecto del viento, puede decirse que la mejor orientación solar del edificio es la sur, pues se maximizan las ganancias solares en invierno-cuando se precisa energía solar para calentar el edificio de forma pasiva-y el ángulo de incidencia de los rayos solares en verano permite una protección solar más fácil a sur que a este y oeste (al recibir mucha radiación solar en verano y poca en invierno, los huecos al este y oeste deberían ser de tamaño reducido).

Se pretende, de igual manera en este trabajo, mejorar la estética de esta fachada, la cual cuenta con materiales obsoletos y dañados, para dotar al Aulario María de Guzmán de un nuevo aspecto más llamativo y renovado, poniendo en valor la importancia de este edificio y de las nuevas tecnologías.

Los huecos a norte tienen balance energético más negativo porque reciben muy poca radiación solar, y las pérdidas energéticas por transmisión térmica son más elevadas respecto a los elementos opacos. En consecuencia una planta rectangular alargada, con el lado largo orientado a sur, es la forma teórica ideal para un edificio pasivo. Wassouf, M. (2014). De la casa pasiva al estándar Passivhaus. La arquitectura pasiva en climas cálidos (págs. 23-24). Gustavo Gill, SL.

CERRAMIENTO DE LA FACHADA A INTERVENIR

A través de esta explicación de Mucheel Wassouf y gracias al análisis del edificio realizado anteriormente, podemos constatar que existe un problema de orientación con el edificio de estudio. Este problema condiciona fundamentalmente a la fachada noroeste y por lo tanto, a las estancias interiores que aloja, las aulas. Es necesario recordar que las aulas son una de las estancias con mayor porcentaje de actividad y ocupación en el edifico. Ilustración 87. Selección de la zona de la fachada sureste a trabajar. Fuente: google maps.

Al estar la fachada en orientación noroeste y tener ese gran muro cortina acristalado, tiene múltiples pérdidas de energías muy difíciles de solventar. Ilustración 88. Plano planta baja representación de la zona a intervenir. Fuente: Elaboración propia.

Esta orientación hace imposible la aplicación de cualquier estrategia pasiva para incrementar la captación de radiación solar directa a través de los vidrios al interior y calentar las estancias. La única solución que se propone aquí, es la sustitución de los vidrios que conforman el muro cortina a vidrios con triple acristalamiento y cámara con gases nobles en su interior o vidrios dobles de bajo emisión. Esta solución supone un coste muy elevado puesto que su precio en el mercado es alto, sumado al gran número de vidrios a sustituir que conforman la fachada. Esto dificulta de manera excesiva su puesta en práctica Por todo ello, no se va a realizar ningún estudio de estrategias pasivas para esta fachada. Tras el descarte de la fachada noroeste, se elabora una síntesis de valores y posibilidades de ciertos sistemas a adoptar en la fachada sureste.

CERRAMIENTO DE LA FACHADA A INTERVENIR

Recordemos, en primer lugar, las estancias y usos destinados que alberga esta fachada. Como estancia principal, que ocupa prácticamente la totalidad de esta cara del edificio, se encuentra la biblioteca desde la planta baja hasta la planta segunda y cuenta con una ocupación para un máximo de 50 personas, según la memoria original del proyecto. Se encuentra, también, el archivo universitario con las mismas dimensiones

Se omite la posibilidad de apertura de huecos para la captación solar puesto que el muro de esta zona del edificio es de gran espesor añadiendo que se va a aprovechar esa superficie lisa incluyendo algún tipo de solución que sea capaz de maximizar la captación de radiación solar incidente en esta cara del edificio.

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Se analiza a continuación una serie de innovaciones y estrategias de diseño pasivo estudiando su funcionamiento, ventajas e inconvenientes y concluyendo con la elección de una o la combinación de varias propuestas más adecuadas para este edificio, así como su posterior desarrollo y puesta en práctica. Las propuestas que se van a analizar son las siguientes: 1. Muro trombe: como estudio de sistema de aprovechamiento solar a través de elementos de gran masa térmica. 2. Sistema de doble piel: como estudio de sistema de aislamiento y ventilación de la fachada. 3. Módulos solares fotovoltaicos: como estudio para la introducción de fuentes de energía naturales. Se ha elegido, en este caso, módulos fotovoltaicos y no térmicos ya que la única fuente de energía que utiliza el edificio es la eléctrica (apartado 4.3.2.) 4. Sistema de aislamiento térmico por el exterior: como estudio de sistema de “arropamiento” del edificio.

6.1.

MURO TROMBE

Ilustración 89. Funcionamiento Muro Trombe durante el invierno. Fuente: Elaboración propia.

Muro Trombe: cerramiento que aprovecha la energía solar para el calentamiento por recirculación del aire interior del edificio. Generalmente está formado por una hoja interior de fábrica, una cámara de aire y un acristalamiento exterior. La circulación del aire puede ser natural (termosifón) o forzada. También se denomina muro solar ventilado. Anejo A Terminología, del CTE-DB-HE, pág. 33.

Los materiales que componen el muro (o pared) deben ser materiales de alta masa térmica (adobe, piedra, hormigón, etc.). El vidrio que compone el acristalamiento exterior suele ser de un color oscuro para lograr una mayor absorción de la energía solar y, a ser posible, que sea bajo emisivo para evitar las pérdidas de calor. Lo ideal es que este muro este orientado al sol, al norte en el hemisferio sur y al sur en el hemisferio norte, y es una buena solución en climas fríos con mucha radicación solar.

Verano-día: durante el verano y por el día, la posición del sol al ser más alta, incidirá sobre el elemento de protección solar y se evitará la incidencia solar directa protegiendo así lo máximo posible el muro. En este caso las rejillas deberán estar cerradas quedando sin funcionamiento ese sistema. Así evitamos la entrada de aire caliente al interior y la salida del aire fresco. Verano-noche: El funcionamiento durante la noche, se realiza gracias a la apertura de las rejillas. El aire caliente del interior de la estancia asciende y pasa por la cámara de aire donde se enfría a consecuencia de la bajada de temperaturas por la noche. Este entra al interior nuevamente refrescando la estancia.

FUNCIONAMIENTO El funcionamiento de este muro varía según sea de día o de noche y dependiendo de la estación del año. Esto se debe a que el sol durante su trayectoria en verano realiza un recorrido más extenso y alto que en invierno donde el sol está más bajo. -

Invierno-día: Durante los meses de invierno, cuando la trayectoria solar es más baja, el vidrio debería captar toda la radiación solar posible. De este modo, y con las rejillas abiertas tanto la superior como la inferior, se producirá un flujo de calor del aire en el hueco generado entre el muro y el vidrio. El aire frío del interior de la estancia pasa por la cámara de aire, calentándose gracias a la radiación solar. Este aire caliente asciende y vuelve a entrar en el interior a través de las rejillas superiores. Por otro lado, esta radiación solar que recibe la fachada, también hace que el muro al ser de gran inercia térmica, se caliente y retenga el calor para ir expulsándolo poco a poco al interior. Invierno-noche: Durante la noche, las rejillas del muro se cierran quedando totalmente aislada la estancia interior. De esta forma no entra ni sale aire, y el aire interior es calentado gracias al calor almacenado previamente por el muro.

Ilustración 90. Funcionamiento Muro Trombe durante el verano. Fuente: Elaboración propia.

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MURO TROMBE

VENTAJAS E INCONVENIENTES VENTAJAS

INCONVENIENTES

Ahorro energético

Necesidad de muro ciego para su instalación y correcto funcionamiento

Bajo mantenimiento

Privación de vistas y entrada de luz natural en la estancia

Eliminación de humedades y condensaciones

Orientación del muro de instalación

Ilustración 92. Caixa forumn Madrid. Fuente: Internet

Protección frente agentes meteorológicos y clima

Muro compuesto por materiales de gran masa térmica

FUNCIONAMIENTO

Bajo coste económico

Necesidad de protecciones solares para los meses de verano

Fácil montaje

Esta solución proporciona un ahorro energético al edificio gracias a la protección térmica que desarrolla, pues es posible instalar un aislamiento continuo por el exterior del edificio, protegiendo todo el cerramiento y evitando la generación de puentes térmicos así como la llegada directa del calor o del frío al muro. Del mismo modo protege a la fachada de los daños generados por los agentes meteorológicos y el clima.

Tabla 2. Ventajas e inconvenientes muro trombe. Fuente: Elaboración propia.

La introducción de este sistema en el edificio de estudio puede ser una buena estrategia ya que tenemos el muro de gran inercia térmica, compuesto por ladrillos con un espesor de 40cm, y orientado en su mayor medida al sur. Sería necesario incluir un vidrio, a ser posible bajo emisivo de color oscuro para potenciar su funcionamiento, y la apertura de huecos para las rejillas. Del mismo modo, sería interesante, la introducción de algún parasol para aumentar la protección de esta fachada en verano.

6.2.

Ilustración 91. Centro cultural de Arama, País Vasco. Fuente: Prodema

Su funcionamiento es posible gracias al ‘’efecto chimenea’’ que se produce en la cámara de ventilación. La capa de aire que queda entre el muro y el revestimiento exterior, se calienta de forma que asciende y sale por la parte superior de la fachada. De esta manera, se genera una ventilación constante en la cámara que hace que el vapor de agua que se genera sea evacuado, eliminando las posibles humedades y condensaciones y manteniendo el aislamiento seco obteniendo un mejor rendimiento del mismo.

SISTEMA DE DOBLE PIEL

El sistema estructural de doble fachada, también conocido como sistema de doble piel o fachadas ventiladas, es una solución constructiva que consiste en instalar una segunda capa de fachada sobre la fachada misma, creando una cámara de ventilación entre el muro y el revestimiento exterior. Este sistema está compuesto por una subestructura de perfiles (generalmente metálicos) anclados al muro y una serie de paneles fijados a los perfiles que conforman la segunda piel y generando, así, ese flujo de aire intermedio. Los paneles que forman el revestimiento exterior pueden tener varios acabados, desde madera, cerámica, vidrio, etc. hasta plantas, las llamadas fachadas vegetales. Un ejemplo de fachada vegetal cercano lo tenemos en Madrid, en el edificio Caixa fórum, podemos encontrar otro ejemplo de fachada ventilada en el País Vasco, en el centro cultural del pueblo de Arama, con lamas de madera abatibles como material de acabado para el revestimiento exterior.

Ilustración 93. Funcionamiento fachada ventilada. Fuente: Elaboración propia.

El funcionamiento del sistema varía según sea verano o invierno, de este modo tenemos las siguientes explicaciones:

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1. En periodos de calor el sol incide directamente sobre el acabado cerámico. La parte de calor que se filtra a la cámara activa el “efecto chimenea” que hace que el aire caliente ascienda, ocupando su lugar aire frio. De este modo se evita la acumulación de calor en la fachada. 2. En invierno en cambio, como la radiación solar no es suficiente para conseguir los movimientos del “efecto chimenea” la fachada actúa como un acumulador de calor, ayudando la cámara de aire a la estabilidad térmica del sistema. Rockwool, catálogo Ventirock duo, pág. 4

Esta orientación e inclinación dependerá del hemisferio en el que esté ubicada la edificación, así, en el hemisferio norte, los paneles deben estar orientados hacia el sur y en el hemisferio sur hay que orientarlos dirección norte para un óptimo uso y rendimiento. En ambos casos se deberá estudiar la inclinación más adecuada para su colocación. FUNCIONAMIENTO Un panel o modulo solar fotovoltaico está formado por varias celdas solares o fotovoltaicas interconectadas entre sí a través de un hilo conductor. Cada celda fotovoltaica está compuesta por materiales semiconductores (silicio cristalino) que se comportan como conductores de electricidad.

SISTEMA DE DIBLE PIEL

VENTAJAS E INCONVENIENTES VENTAJAS

INCONVENIENTES

Ahorro energético

Elevado coste económico

Eliminación de radiación solar directa

Montaje complejo

Eliminación de humedades y condensaciones

Mayor mantenimiento (en algunos casos)

Protección frente agentes meteorológicos y clima

Dependencia de la calidad del cerramiento existente

Aumento del aislamiento térmico y acústico

Mejora y renovación del aspecto de la fachada

En el interior del panel solar, y gracias a la luz solar y a los materiales que componen las celdas fotovoltaicas, se produce el efecto fotoeléctrico que, según define Jaime Delgado Avendaño en su libro Fisicanova, pág. 93:

Ilustración 94.Materiales de un módulo fotovoltaico. Fuente: esenergía.es

El efecto fotoeléctrico consiste en la emisión de electrones por un material cuando se ilumina con una corriente de fotones: luz visible o ultravioleta en general. A raíz de este efecto, se genera un flujo de electricidad. Esta electricidad generada es de corriente continua (CC). La mayoría de los aparatos eléctricos que utilizamos (ordenadores, televisiones, refrigeradores, etc.) funcionan con electricidad de corriente alterna (AC), por eso es preciso la colocación de inversores que convierten esa corriente directa de los paneles en corriente alterna para los dispositivos.

Tabla 3. Ventajas e inconvenientes sistema de doble piel. Fuente: Elaboración propia.

6.3.

MÓDULOS SOLARES FOTOVOLTAICOS

La energía solar fotovoltaica es un tipo de energía procedente de fuentes renovables: Energía procedente de fuentes renovables no fósiles, es decir, energía eólica, solar, aerotérmica, geotérmica, hidrotérmica y oceánica, hidráulica, biomasa, gases de vertedero, gases de plantas de depuración y biogás. Debe tenerse en cuenta que no toda la energía generada a partir de fuentes renovables puede ser considerada renovable. Anejo A Terminología, del CTE-DB-HE, pág. 37. Para el uso de un módulo fotovoltaico o módulo solar fotovoltaico, la procedencia de esta energía renovable es, como su nombre indica, el sol. Los paneles son orientados hacia el sol para captar la máxima radiación solar transformándola en electricidad.

Ilustración 95. Funcionamiento de sistema fotovoltaico. Fuente: internet.

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MÓDULOS FOTOVOLTAICOS

VENTAJAS E INCONVENIENTES

FUNCIONAMIENTO

VENTAJAS

INCONVENIENTES

Ahorro energético

Gran inversión inicial

Fuente de energía renovable y abundante

Fuente de energía intermitente

Bajo mantenimiento

Se reviste la cara exterior del edificio con un aislamiento térmico reduciendo de esta forma la transmitancia térmica de la envolvente, garantizando unas reducciones de la energía disipada al exterior, adquiriendo un mayor nivel de confort térmico en el interior del inmueble y una disminución de la factura energética. Por último se protege el aislamiento con un acabado exterior, generalmente con mortero acrílico con propiedades impermeables al agua de lluvia y transpirables al mismo tiempo.

Elevado coste de almacenamiento

Cero emisiones de gases de efecto invernadero

Necesidad de mucha superficie

Sistema silencioso

Reciclaje de materiales

Uso para varias aplicaciones

Orientación del elemento de instalación

Abaratamiento de la tecnología

Ilustración 96. Sistema de aislamiento térmico por el exterior. Fuente: Elaboración propia.

Al tratarse de un sistema de aislamiento continuo, elimina los puentes térmicos que puedan aparecer en la superficie, incluyendo los elementos estructurales, y mejora la eficiencia de la envolvente térmica del edificio sin reducir el espacio habitable. El espesor del aislamiento puede variar en función de las necesidades requeridas. Además, este sistema elimina las condensaciones que puedan aparecer, ya que realiza la función de impermeabilización pero al mismo tiempo deja pasar el vapor de agua que se genera en el interior de edificio VENTAJAS E INCONVENIENTES

Tabla 4. Ventajas e inconvenientes módulos fotovoltaicos. Fuente: Elaboración propia.

VENTAJAS

INCONVENIENTES

La electricidad generada por el módulo fotovoltaico se puede destinar a varios usos, de la misma forma que se destina a la iluminación de los espacios interiores, puede utilizarse también en el suministro de la calefacción o para la obtención de agua caliente sanitaria.

Ahorro energético

Generación de residuos durante su instalación

Fácil montaje

Dependencia de la calidad del cerramiento existente

Bajo coste económico

Mayor coste frente aislamiento por el interior

Reducción de condensaciones

Necesidad de mano de obra cualificada

Eliminación de puentes térmicos

Necesidad de repintado periódico

Protección frente agentes meteorológicos y clima

Dificultad de reparación

Mejora y renovación del aspecto de la fachada

Limitación de texturas y materiales de acabado

6.4.

SATE

Su uso es cada vez más frecuente ya que, en estos últimos años, se ha rebajado de forma significativa los costes de instalación de este sistema, extendiéndose a una mayor red de usuarios. Aunque esto no implica que su instalación inicial siga siendo elevada, este tipo de sistemas es amortizado en pocos años contribuyendo, además, a la reducción de emisión de gases de efecto invernadero a la atmósfera.

SISTEMA DE AISLAMIENTO TÉRMICO POR EL EXTERIOR (SATE)

Este sistema es una solución técnica de ahorro energético para edificios. Consiste en la aplicación de un aislamiento continuo por toda la superficie exterior del edificio con el espesor deseado, y una capa de acabado exterior. Es una solución ideal para proyectos de rehabilitación puesto que se adapta fácilmente a las geometrías de cualquier cerramiento además de su fácil instalación y su bajo coste en comparación con otras soluciones.

Tabla 5. Ventajas e inconvenientes SATE. Fuente: Elaboración propia.

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6.5.

TRABAJO FINAL DE GRADO

Como podemos observar en la tabla 6, el muro trombe y el sistema de aislamiento térmico por el exterior reúnen un menor número de puntuación que el sistema de doble piel y la integración arquitectónica de módulos fotovoltaicos.

PROCESO DE SELECCIÓN DE LA PROPUESTA CONCRETA A DESARROLLAR

Una vez analizadas las diferentes soluciones constructivas de ahorro energético descritas anteriormente, se procede a la realización de un proceso de selección de una o la combinación de varias soluciones más adecuadas para la fachada sureste del Aulario María de Guzmán, su puesta en práctica y desarrollo.

MURO TROMBE APLICACIÓN AL AULARIO MARÍA DE GUZMÁN Se analiza, en primer lugar, la utilización y repercusión del muro trombe en el edificio de estudio.

Para la determinación de que propuesta es la más adecuada para el edificio de estudio, se ha desarrollado una tabla resumen con el fin de realizar una comparativa entre las cuatro. En esta tabla se incluyen las características más destacadas de las cuatro propuestas, teniendo en cuenta la repercusión de la instalación de cada una de ellas en la fachada a intervenir y sus consecuencias en el edificio. MURO TROMBE

SISTEMA DE DOBLE PIEL

INTEGRACIÓN ARQUITECTÓNICA DE MÓDULOS FOTOVOLTAICOS

SATE

Precio estimativo m2

272€/m2

160€/m2

330€/m2

55€/m2

Orientación adecuada

✓

Aumento aislamiento

✓

Fácil instalación

✓

Construcción en seco

✓

Protección frente agentes climáticos

✓

Eliminación de humedades y condensaciones

✓

Bajo mantenimiento

✓

Renovación aspecto fachada

✓

Viabilidad técnica

✓

TOTAL

Generación de energía Aprovechamiento solar

Aunque ciertos materiales que se encuentran en el interior del cerramiento del mismo, cumplen con el requisito de materiales de alta masa térmica (36cm de fábrica de ladrillo) no es la solución más adecuada para este caso por varias razones: En primer lugar, la orientación del cerramiento sobre el que se quiere trabajar no es la más adecuada para esta solución, ya que para obtener un rendimiento óptimo en la instalación de un muro trombe, este debería estar orientado dirección sur total para captar la máxima radiación solar posible. Por otro lado, una de las características fundamentales de este sistema es la utilización de energía solar pasiva para calentar las estancias interiores del edificio. El problema surge por el gran espacio interior a calefactar, pues no hay que olvidar que la estancia que alberga esta cara del edificio es la biblioteca; espacio amplio, de gran volumen y sin particiones desde la planta baja (+0,75m) hasta la cubierta (+12,00m). Con la instalación de este sistema, el aire caliente ascenderá permaneciendo en la parte superior y provocando que la zona de ocupación de la biblioteca (la parte baja) no se caliente y no se consiga llegar a el área de confort térmico establecido.

✓

Por último, como se puede observar en la ilustración 56, el muro de este edificio está conformado por un cerramiento interior el cual dispone de un aislamiento térmico que, aunque cuenta con un espesor reducido, disminuye la conductividad térmica del edificio y dificulta el paso del calor almacenado por el muro al interior

Tabla 6. Comparativa de las cuatro propuestas. Fuente: Elaboración propia.

Ilustración 97. Sección Muro trombe en Aulario María de Guzmán. Fuente: Elaboración propia.

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de la estancia durante la noche en los meses de invierno. Además, sería necesario la utilización de protecciones solares de dimensiones desmesuradas para dar sombra a este muro en los meses de verano, pues con las sombras arrojadas actualmente por parte del voladizo de la cubierta, no se llega a cubrir ni la cuarta parte de la superficie de la fachada.

SISTEMA DE AISLAMIENTO TÉRMICO POR EL EXTERIOR APLICACIÓN AL AULARIO MARÍA DE GUZMÁN

A través de las justificaciones anteriores, se puede afirmar que la viabilidad técnica de este sistema para el edificio de estudio no es posible.

La segunda propuesta de la que se va a prescindir, es el sistema de aislamiento térmico por el exterior. A nivel económico, este sistema sería el más adecuado pues, como se muestra en la tabla 1, esta solución posee el precio más bajo de entre las cuatro propuestas, muy por debajo del resto.

Cabe destacar, por último, que este sistema no da mucho juego en cuanto al diseño de la fachada se refiere, uno de los aspectos que se quiere conseguir con la elaboración de este proyecto.

Este sistema es muy adecuado para esta edificación por varias razones: -

En primer lugar la geometría lisa que ofrece la fachada, además de la buena calidad del cerramiento, facilita mucho su instalación. Por otro lado, como ya se ha visto en otros apartados, el edificio cuenta con una falta de aislamiento importante y esta solución aporta los requisitos necesarios para hacer frente a esa falta.

El problema se hace presente en el partido que se le puede sacar a esta fachada, pues se pretende aprovechar al máximo la radiación solar incidente, gracias a la orientación sureste que ofrece, así como hacer uso de la gran superficie de la que dispone esta fachada para incluir algún tipo de sistema de captación solar. La instalación de un SATE, no hace referencia a estos dos factores, pues es una solución destinada exclusivamente a aislar y proteger la cara del edificio en la que se disponga.

Ilustración 98. Representación gráfica aplicación Muro trombe en Aulario María de Guzmán. Fuente: Elaboración propia.

Se recomienda aplicar una capa de pintura de color oscuro sobre el cerramiento donde se va a disponer el muro trombe para una mayor captación de la radicación solar, de forma que este muro se caliente lo máximo posible y así almacenar en su interior una mayor cantidad de calor. Este sería el resultado de la instalación de un muro trombe y una capa de pintura negra en el Aulario María de Guzmán:

Por último, cabe destacar que se pretende dotar al edificio de un aspecto renovado y mejorado. La limitación que ofrece este sistema en materiales de acabado y texturas daría lugar a un aspecto exterior muy similar al que ya se encuentra. Ilustración 99.Representación gráfica aplicación Muro trombe en Aulario María de Guzmán. Fuente: Elaboración propia.

Ilustración 100. Sección SATE en Aulario María de Guzmán. Fuente: Elaboración propia.

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A continuación se muestra el aspecto que tendría la fachada sureste del edificio con la incorporación de este sistema:

fotovoltaicos como elemento constructivo de acabado exterior de la fachada, estamos generando electricidad logrando abastecer las necesidades del inmueble, disminuyendo el precio de su factura de la luz y evitando, en la medida de lo posible, la utilización de electricidad proveniente de la red convencional. Por último, cabe destacar el gran abanico de colores y formas que existe actualmente en el mercado de paneles fotovoltaicos para integración arquitectónica con los que es posible confeccionar diferentes diseños de acabado exterior y logar una renovación estética actualizada y mejorada de la fachada sureste, y en definitiva del conjunto del edificio. Por lo tanto, se determina que la propuesta más adecuada para su desarrollo en el edificio Aulario María de Guzmán, y concretamente en la fachada sureste, es la combinación de un sistema de doble piel junto con módulos solares fotovoltaicos.

Ilustración 101. Representación gráfica aplicación SATE en Aulario María de Guzmán. Fuente: Elaboración propia.

SISTEMA DE DOBLE PIEL + MÓDULOS FOTOVOLTAICOS APLICACIÓN AL AULARIO MÁRIA DE GUZMÁN Una vez analizadas las dos propuestas anteriores y tras haber descartado su aplicación en el edificio de estudio, se procede a la elección de la propuesta concreta que se va a desarrollar como solución constructiva para la mejora de la eficiencia energética de la envolvente térmica. Tanto el sistema de doble piel como la integración arquitectónica de módulos fotovoltaicos, son dos buenos sistemas para este edificio según las características recogidas en la Tabla 1. Ambas soluciones tienen el mismo número de puntuación recogido en dicha tabla. Se propone, en este caso, la combinación de los dos sistemas con el fin de integrar todos los beneficios que aporta cada uno de ellos. Por un lado, la fachada ventilada junto con la incorporación de aislamiento térmico por el exterior, revistiendo toda la superficie de actuación de la fachada sureste, hará frente a la falta de aislamiento presente en el edificio y a su vez, elimina los puentes térmicos que pueda haber. Además la cámara de aire que se forma en este sistema con la colocación de los perfiles que configuran la subestructura, ofrece grandes beneficios ya que origina un flujo de ventilación constante y, como consecuencia, el asilamiento se mantiene siempre seco evitando la aparición de humedades y condensaciones. Por otro lado, los módulos fotovoltaicos son perfectamente instalables como revestimiento exterior utilizando la subestructura de la fachada ventilada para su anclaje; pues al fin y al cabo, la propia integración arquitectónica de estos módulos no deja de ser una fachada ventilada. Gracias a la incorporación de un sistema de aprovechamiento solar activo, como es la energía fotovoltaica, se podrá optimizar al máximo la orientación que ofrece esta fachada y la radiación solar incidente en ella. Esta radiación será transformada en electricidad a través de los módulos fotovoltaicos y se utilizará para el consumo del propio edificio, dando visibilidad y apoyo, de esta forma, a las fuentes de energía naturales. Si bien es cierto que este tipo de sistema tiene el precio más elevado por metro cuadrado de instalación que el resto de propuestas, su amortización es muy rápida; ya que a la vez que estamos utilizando los paneles

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PARTE III - DESARROLLO DE LA PROPUESTA CONCRETA El aumento de la concienciación social sobre el cambio climático que se está produciendo hoy en día, y gracias a los avances en ciencia y tecnología, está generando un crecimiento significativo en la investigación de técnicas y materiales para una construcción más eficiente y sostenible, apostando por una arquitectura más respetuosa con el medio ambiente. En esta parte del trabajo se desarrolla la propuesta de ahorro energético elegida para el Aulario María de Guzmán detallando su funcionamiento, materiales adoptados, proceso constructivo y diseño, acompañado de un análisis de costes y planificación de la ejecución de la obra para el estudio de viabilidad de la propuesta.

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por los paneles no sea suficiente, y cuando esta última sea superior a la requerida por el inmueble a lo largo del día, se efectuará su vertido a la red. Este tipo de instalación no llevan acumuladores de energía para poder almacenarla cuando no se haga uso de ella, al contrario que el caso de la instalación aislada.

7. DEFINICIÓN DE LA PROPUESTA La integración arquitectónica en los edificios de módulos fotovoltaicos, también denominada “Arquitectura solar” o “BIPV” (Building Integrated PhotoVoltaics), se define, según el CTE en el DB-HE 5, apartado 2.2, como: Se considera que existe integración arquitectónica cuando los módulos cumplen una doble función energética y arquitectónica y además sustituyen elementos constructivos convencionales o son elementos constituyentes de la composición arquitectónica. En esta propuesta, se desarrollará un sistema de doble piel compuesto por la integración arquitectónica de módulos fotovoltaicos, lo que recibe hoy en día el nombre de fachada ventilada fotovoltaica.

7.1.

SELECCIÓN DEL TIPO DE INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA

Ilustración 102. Esquema instalación fotovoltaica conectada a red. Fuente: Internet.

A la hora de realizar una instalación fotovoltaica, el Real Decreto 244/2019, de 5 de abril, recoge dos modalidades diferentes de instalaciones: -

Los elementos básicos que contiene una instalación fotovoltaica conectada a red son: -

Instalación aislada: aquella en la que no existe en ningún momento capacidad física de conexión eléctrica con la red de transporte o distribución ni directa ni indirectamente a través de una instalación propia o ajena. Las instalaciones desconectadas de la red mediante dispositivos interruptores o equivalentes no se considerarán aisladas a los efectos de la aplicación de este real decreto. Instalación conectada a red: aquella instalación de generación conectada en el interior de una red de un consumidor, que comparte infraestructuras de conexión a la red con un consumidor o que esté unida a este a través de una línea directa y que tenga o pueda tener, en algún momento, conexión eléctrica con la red de transporte o distribución. También tendrá consideración de instalación de generación conectada a la red aquella que está conectada directamente a las redes de transporte o distribución. Dentro de este tipo de instalación se clasifican dos modalidades de autoconsumo: a) Modalidad de suministro con autoconsumo sin excedentes. […] En estas modalidades se deberá instalar un mecanismo antivertido que impida la inyección de energía excedentaria a la red de transporte o de distribución. En este caso existirá un único tipo de sujeto de los previstos en el artículo 6 de la Ley 24/2013, de 26 de diciembre, que será el sujeto consumidor. b) Modalidad de suministro con autoconsumo con excedentes. […] En estas modalidades las instalaciones de producción próximas y asociadas a las de consumo podrán, además de suministrar energía para autoconsumo, inyectar energía excedentaria en las redes de transporte y distribución. En estos casos existirán dos tipos de sujetos de los previstos en el artículo 6 de la Ley 24/2013, de 26 de diciembre, que serán el sujeto consumidor y el productor.

Los módulos fotovoltaicos: encargados de la transformación de radiación solar en electricidad; El inversor solar: convierte la energía eléctrica en corriente continua generada por los módulos a corriente alterna a 220V y frecuencia de 50Hz, igual a la de la red eléctrica, para ser consumida por los aparatos del interior del edificio; Cuadro eléctrico de protección de CA para el vertido de la energía generada.

7.2.

SELECCIÓN DEL TIPO DE MÓDULO FOTOVOLTAICO

Como se ha explicado en apartados anteriores, los módulos fotovoltaicos están formados por varias celdas solares o fotovoltaicas, y estas a su vez están compuestas por materiales semiconductores. El material principal utilizado como material semiconductor en la composición de celdas fotovoltaicas es el silicio. El silicio es uno de los materiales más abundantes de la corteza terrestre, gran cantidad de este material se encuentra en la arena. Esta arena pasa por un proceso de purificación en el cual se extrae el silicio en bruto y este es convertido a cristales de silicio con un nivel de purificación del 99.99% para su uso en celdas solares. Gracias a la integración de silicio en la fabricación de paneles o módulos fotovoltaicos podemos reducir las emisiones de CO2 generadas por nuestro edificio además de utilizar un recurso natural fructuoso. Hay tres tipos principales de módulos fotovoltaicos en función de su composición interna: -

Para este proyecto, el tipo de instalación será conectada a red con autoconsumo con excedentes; es decir, mantendrá su conexión a la red eléctrica convencional para abastecer al edificio cuando la energía generada

Monocristalinos: Están compuestas por celdas solares de silicio monocristalizado, es decir, de un solo cristal de silicio. Son caracterizados por sus celdas, pues tienen las esquinas redondeadas. Esto se hace para optimizar su rendimiento y reducir los costes de producción de las celdas.

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A continuación se muestran, a modo resumen, las características principales de este módulo:

Policristalinos: Compuestos por pequeñas partículas cristalizadas. En este caso no se controla el crecimiento del cristal de silicio, con lo que el cristal crece en todas direcciones creando un conjunto de cristales diferentes unidos entre sí. De capa fina: Se forman a través de la deposición de varias capas del material semiconductor sobre una base. En este caso el material semiconductor utilizado para formar la película delgada, puede ser silicio amorfo (en el que los átomos de silicio son depositados estructuralmente desordenados) o con distintas composiciones como telururo de cadmio (CdTe), arseniuro de galio (GaAs), etc.

VIDRIO FOTOVOLTAICO DE SILICIO POLICRISTALINO CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS (STC)* Potencia máxima. Pmpp(Wp)

COMPARATIVA DE LOS TRES TIPOS DE MÓDULOS FOTOVOLTAICOS DE CAPA FINA MONOCRISTALINO POLICRISTALINO

280

Tensión de circuito abierto Voc (V)

38,20

Corriente de cortocircuito Isc (A)

9,51

Tensión de máxima potencia Vmpp (V)

32,20

Corriente de máxima potencia Impp (A)

8,70

Tolerancia de potencia no excedida (%)

±5

CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS 0,55 – 0,65 €/Wp

0,45 – 0,55 €/Wp

0,2 – 0,3 €/Wp

24 %

19 – 20 %

16 %

Rendimiento directo

14 – 17 %

12 – 14 %

< 10 %

Potencia nominal máxima alcanzable

320 W

285 W

86 W

Muy alta

Baja

Coste Rendimiento laboratorio

Vida útil

Altura (mm) Dimensiones Anchura (mm) Grosor (mm) Peso (kg)

1632 976 25 22,5

Tabla 8. Características del vidrio fotovoltaico instalado. Fuente: Elaboración propia.

Tabla 7. Comparativa de los tres tipos de módulos fotovoltaicos. Fuente: Elaboración propia.

*STC: Son las condiciones estándares medias en las que se encontrará el modulo para llegar a la potencia pico o potencia máxima del generador. Los ensayos realizados en los módulos en laboratorios se hacen con estos datos:

Todos los datos recogidos en la tabla 7 son cifras generales que pueden variar a la hora de seleccionar el módulo y realizar la instalación.

Los módulos fotovoltaicos utilizados para la integración arquitectónica en edificios, son un tipo de panel especial formado por dos capas de vidrio y en entre estas dos capas se incorporan las celdas fotovoltaicas. Las características de este tipo de vidrio suelen ser las mismas que las de los módulos fotovoltaicos de uso general. Gracias a las novedades tecnológicas del vidrio solar fotovoltaico, es posible adaptarlo fácilmente a las distintas soluciones de integración arquitectónica como material constructivo.

Irradiancia 1000W/m2; Distribución espectral 1,5G; Incidencia normal; Temperatura de la célula 25 ºC.

Los datos recogidos en la tabla 8 sobre las características del vidrio fotovoltaico seleccionado, se utilizaran a partir de ahora en todo el proyecto para futuros cálculos.

Para la integración de los módulos en el sistema de doble piel de este proyecto, se ha optado por instalar vidrios solares policristalinos, del fabricante Solar Innova, concretamente el modelo SI-ESF-M-BIPV-GGP156-60. Se ha elegido este tipo de módulo dada su buena relación calidad-precio, pues ofrecen un buen rendimiento, un poco por debajo del vidrio monocristalino, y su precio es más económico. En el anexo IV (fichas técnicas) se pueden consultar todas las características y datos del modelo de vidrio utilizado en particular en la propuesta.

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7.3.

TRABAJO FINAL DE GRADO

FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA

7.4.

NĂ&#x161;MERO DE MĂ&#x201C;DULOS FV INSTALADOS EN EL EDIFICIO

Este sistema surge de la combinaciĂłn de una fachada ventilada tradicional en la cual se reviste la superficie de la cara en la que se va a emplear el sistema con un aislamiento, como se ha explicado en el apartado 6.2. Sistema de doble piel. El aplacado exterior se sustituye por unos mĂłdulos fotovoltaicos que realizan una doble funciĂłn; la de acabado y protecciĂłn exterior de la fachada, y la de generaciĂłn de energĂa elĂŠctrica. Entre el aislamiento tĂŠrmico y los mĂłdulos sigue existiendo una cĂĄmara de aire que actĂşa como ventilaciĂłn de la fachada, evitando la apariciĂłn de humedades y condensaciones ademĂĄs de un sobrecalentamiento en verano del cerramiento que conforma la cara sureste del edificio.

Para la realizaciĂłn de la instalaciĂłn fotovoltaica es necesario saber, en primer lugar, las exigencias mĂnimas que hay que cumplir para realizar dicha instalaciĂłn. Una vez cubiertas esas exigencias se podrĂĄ determinar cuanta energĂa generarĂĄ realmente el sistema, y por lo tanto, la cantidad de mĂłdulos fotovoltaicos a instalar en el edificio.

Como se puede comprobar, el funcionamiento de este sistema es el mismo que el de una fachada ventilada convencional, sumando a esto que a su vez, el propio sistema estĂĄ produciendo energĂa elĂŠctrica gracias a la transformaciĂłn de la radiaciĂłn solar incidente sobre los mĂłdulos fotovoltaicos a travĂŠs del efecto fotoelĂŠctrico.

Las exigencias que se deben cumplimentar, estĂĄn reflejadas en el Documento BĂĄsico de Ahorro de EnergĂa (DB-HE) concretamente en la secciĂłn HE 5: GeneraciĂłn mĂnima de energĂa elĂŠctrica. Este documento ha adquirido unas modificaciones y actualizaciones respecto a los aĂąos anteriores, dando resultado a una nueva versiĂłn el 20 de diciembre de 2019.

Con la instalaciĂłn de este sistema, se estĂĄ generando un incremento de la eficiencia energĂŠtica del edificio, asĂ como un aumento de su envolvente tĂŠrmica, permitiendo un ahorro en el consumo de energĂa en calefacciĂłn y refrigeraciĂłn. AdemĂĄs, se contribuye a la reducciĂłn de las emisiones de gases de efecto invernadero a la atmĂłsfera gracias a la utilizaciĂłn del sol como fuente de energĂa natural.

SerĂĄ con este Ăşltimo documento actualizado, ofrecido por el CTE6, con el que se realizarĂĄn los cĂĄlculos necesarios para cumplir las condiciones mĂnimas exigidas para este proyecto.

7.4.1. CUMPLIMIENTO DE LA EXIGENCIA

SegĂşn el apartado 3 del DB-HE 5, cuantificaciĂłn de la exigencia: La potencia a instalar mĂnima Pmin se obtendrĂĄ a partir de la siguiente expresiĂłn: đ?&#x2018;&#x192;đ?&#x2018;&#x161;đ?&#x2018;&#x2013;đ?&#x2018;&#x203A; = 0,01 â&#x2C6;&#x2014; đ?&#x2018;&#x2020; Donde, Pmin es la potencia a instalar [kW]; S

superficie construida del edificio [m2]

Por lo tanto, la potencia mĂnima de energĂa elĂŠctrica renovable a instalar en el edificio de estudio serĂĄ la siguiente: đ?&#x2018;&#x2020; = 5117,22 đ?&#x2018;&#x161;2 đ?&#x2018;ˇđ?&#x2019;&#x17D;Ăđ?&#x2019;? = 0,01 â&#x2C6;&#x2014; đ?&#x2018;&#x2020; = 0,01 â&#x2C6;&#x2014; 5117,22đ?&#x2018;&#x161;2 = đ?&#x;&#x201C;đ?&#x;?, đ?&#x;?đ?&#x;&#x2022;đ?&#x2018;˛đ?&#x2018;ž

7.4.2. CĂ LCULO DEL NĂ&#x161;MERO DE MĂ&#x201C;DULOS FOTOVOLTAICOS A INSTALAR A continuaciĂłn se realizarĂĄ un cĂĄlculo aproximado del nĂşmero necesario de mĂłdulos fotovoltaicos a instalar para tres casos diferentes. El primero, para llegar a la potencia mĂnima de energĂa renovable a instalar segĂşn marca el CTE; el segundo caso, el nĂşmero de mĂłdulos necesarios para cubrir la potencia contratada en el edificio de estudio, y el tercer caso en nĂşmero de mĂłdulos realmente instalados en la propuesta.

IlustraciĂłn 103. Esquema funcionamiento fachada fotovoltaica. Fuente: ElaboraciĂłn propia.

CĂłdigo TĂŠcnico de la EdificaciĂłn

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TRABAJO FINAL DE GRADO

El problema es que en estos cĂĄlculos, no se han tenido en cuenta los elementos de la fachada como son las ventanas, las esquinas, laterales, etc. Por lo tanto, llegados a este punto, es necesario realizar un replanteo minucioso de la cantidad de vidrios que se van a instalar en la fachada, diferenciando entre vidrios activos y vidrios inactivos para saber cuĂĄles producen energĂa.

CASO 1: CĂĄlculo del nĂşmero de mĂłdulos necesarios para cubrir la demanda de potencia mĂnima exigida por el CTE;

đ?&#x2018;&#x192;đ?&#x2018;&#x161;Ăđ?&#x2018;&#x203A; = 51,17đ??žđ?&#x2018;&#x160; 1 panel en condiciones Ăłptimas produce 280W, por lo tanto;

En la zona de las ventanas, se dispondrĂĄ por la cara exterior un vidrio no activo, es decir, un vidrio que no es fotovoltaico con un color a elegir y con un nivel de transparencia del 60% que permite pasar la luz solar al interior de las estancias pero impidiendo el paso de la radicaciĂłn solar directa.

51170W/280W= 182,75 â&#x2030;&#x2C6; 183 mĂłdulos En este caso, para cubrir una demanda de 51,17 KW, serĂa necesario instalar 183 mĂłdulos fotovoltaicos como mĂnimo con las caracterĂsticas elĂŠctricas recogidas en la tabla 8.

Del mismo modo se sustituirĂĄn los vidrios fotovoltaicos por vidrios no activos en la primera y Ăşltima fila del edificio, ya que la radiaciĂłn solar no llega de forma directa a estas zonas. Por Ăşltimo, en el lateral derecho se dispondrĂĄ un vidrio no activo a medida para realizar el encuentro con la fachada noreste.

CASO 2: CĂĄlculo del nĂşmero de mĂłdulos necesarios para cubrir la demanda de potencia contratada en el Aulario MarĂa de GuzmĂĄn;

Una vez realizado el replanteo de todos los vidrios de la fachada sureste, recogido en el siguiente apartado nĂşmero 8 junto con el diseĂąo de la propuesta, se obtiene que un total de 281 vidrios fotovoltaicos instalados en el edificio con dimensiones de 1632x976mm.

En el anexo I (previsiĂłn de potencia a instalar en el Aulario MarĂa de GuzmĂĄn), se realiza una hipĂłtesis de cĂĄlculo del total de la potencia contratada en el edificio de estudio, obteniendo un resultado final de 99,40KW, por lo tanto: 99400W/280W = 355 mĂłdulos fotovoltaicos

Por lo tanto, podemos proceder a calcular la totalidad de la potencia pico que producirĂĄ el sistema fotovoltaico:

Para cubrir la demanda de la potencia elĂŠctrica contratada en el edificio, se necesita un mĂnimo de 355 mĂłdulos fotovoltaicos que cumplan con las caracterĂsticas elĂŠctricas recogidas en la tabla 8.

280W x 281mĂłdulos = 78680W = 78,68KW

Como se puede comprobar, con la instalaciĂłn de los 281 mĂłdulos fotovoltaicos no se llega a generar la totalidad de la potencia contratada por el Aulario MarĂa de GuzmĂĄn, pero con esta energĂa podemos llegar a cubrir un 75% de la potencia contratada.

CASO 3: CĂĄlculo del nĂşmero de paneles realmente instalados en este proyecto;

Una vez visto el nĂşmero de mĂłdulos necesarios a instalar para cubrir la demanda de potencia mĂnima exigida por el CTE y el nĂşmero necesario para cubrir la potencia contratada por el Aulario MarĂa de GuzmĂĄn, se calcula, a continuaciĂłn, el nĂşmero de mĂłdulos fotovoltaicos realmente instalados en el proyecto. Para este cĂĄlculo hay que tener en cuenta la superficie disponible en la fachada sureste, lugar de emplazamiento de los mĂłdulos: Sup. Fachada sureste = 597,00m2 Ă rea de un mĂłdulo: 1,60m2 597m2 / 1,60m2 = 373,12 â&#x2030;&#x2C6; 373 mĂłdulos entran en la fachada Se multiplica la potencia mĂĄxima generada por un mĂłdulo, con las caracterĂsticas recogidas en la tabla 8, por el nĂşmero de paneles que entrarĂan en esa fachada, obteniendo la potencia total que generarĂan todos los paneles en condiciones Ăłptimas. 280W x 375mĂłdulos = 104440W = 104,44KW Como se puede observar, con la potencia generada por los 375 mĂłdulos, se llega a cubrir la demanda de potencia contratada por el aulario.

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8. DISEÑO DE LA PROPUESTA En apartados anteriores, se ha explicado que la zona de actuación para este sistema de doble piel será toda la longitud de la fachada sureste. Pero, para un buen diseño de esta propuesta y con el fin de conseguir el máximo ahorro energético en el edificio y los mejores resultados, se realizará una intervención en la fachada noreste también; haciendo uso del mismo sistema de doble piel, pero en este caso los vidrios que lo conforman serán inactivos.

8.1.

REPLANTEO DE LOS VIDRIOS DEL SISTEMA DE DOBLE PIEL

Ilustración 104. Replanteo vidrios sistema de doble piel fachada sureste. Fuente: Elaboración propia.

La gran superficie de la que dispone la cara sureste del edificio, hace posible la instalación de un total de 360 vidrios de los cuales 281 son vidrios fotovoltaicos activos. En la cara noreste se han incorporado un total de 84 vidrios, todos inactivos. Los vidrios fotovoltaicos instalados serán totalmente opacos ya que ofrecen un mejor rendimiento y se distinguirán tres colores diferentes, como se muestra en la leyenda de colores; azul oscuro, azul clarito y amarillo. Los paneles recogidos desde el A1 hasta el A29 y desde L1 hasta L29 en la fachada sureste y todos los incluidos en la fachada noreste, son vidrios inactivos, es decir, que no tienen células fotovoltaicas en su interior y por lo tanto, no generan electricidad. Estos vidrios únicamente tienen función de cerramiento y acabado exterior de la fachada ventilada ya que la incidencia solar en la parte inferior y superior del edificio es menor además de la aparición de elementos que proporcionan sombras a estos vidrios, como el alero de la cubierta.

Ilustración 105. Replanteo vidrios sistema de doble piel fachada noreste. Fuente: Elaboración propia.

Por otro lado, los paneles que recubren las ventanas de estas dos fachadas (color verde), son vidrios inactivos con un grado de transparencia del 60%, de esta forma se permite la entrada del sol en las estancias interiores del edificio y a su vez se reduce la incidencia de los rayos ultravioletas perjudiciales. Se ha optado por cubrir la superficie entera en vez de realizar las aperturas de huecos de las ventanas para dotar a la fachada de un aspecto continuo y sin cortes. Por último, los paneles que conforman el remate de esquina, son vidrios inactivos con unas medidas especiales para ese remate lateral.

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8.2.

TRABAJO FINAL DE GRADO

ESTADO ACTUAL VS ESTADO REFORMADO

FACHADA SURESTE A través de las ilustraciones 106 y 107, se puede observar de forma clara el aspecto que tendrá la fachada sureste del edificio una vez se haya colocado el sistema de doble piel. En la primera ilustración se visualiza el estado actual del alzado sur del edificio de estudio y en la segunda ilustración el resultado final de la propuesta de sistema de doble piel + módulos fotovoltaicos. Como se puede observar este sistema cubrirá la totalidad de la superficie del cerramiento de la zona de actuación para aprovechar al máximo las ganancias solares y aumentar el rendimiento del sistema. En la zona de las ventanas, como ya se ha comentado, los vidrios empleados serán inactivos y con un grado de transparencia del 60% de modo que dejen pasar la luz solar al interior de las estancias pero a su vez sirvan de protección de la radiación solar directa.

Ilustración 106. Estado actual fachada sureste Aulario María de Guzmán, Fuente: Elaboración propia.

Se han elegido vidrios fotovoltaicos policristalinos de tres colores diferentes disponibles en el mercado, amarillo, cian y azul. Con esto se pretende conseguir un contraste de colores para que la fachada sea más llamativa y así obtener un aspecto renovado e innovador. Por otro lado, se pretende conservar parte de la estética antigua por eso no se modificará el muro de ladrillo donde se sitúa la entrada principal.

Ilustración 107. Estado reformado fachada sureste Aulario María de Guzmán. Fuente: Elaboración propia.

FACHADA NORESTE Al realizar el diseño del sistema para la fachada sureste y tras haber estudiado la fachada noreste anteriormente y saber que todo el cerramiento que compone el volumen 1 (biblioteca) del edificio está compuesto por los mismos materiales y acabados, se decidió que, para que ambas fachadas trabajen como un conjunto, la mejor solución era realizar una intervención, también, en esta cara del edificio con el mismo sistema de doble piel. De este modo se realiza un aumento del aislamiento y, en definitiva, del ahorro energético del edificio. Además de proteger esta fachada de los agentes meteorológicos y renovar su estética para que todo el edificio adopte el mismo diseño. La diferencia es que en esta fachada, todos los paneles incluidos en el sistema de doble piel serán vidrios inactivos y en la zona de las ventanas se incluirán, del mismo modo, vidrios inactivos con grado de transparencia 60%.

Ilustración 108. Estado actual fachada noreste Aulario María de Guzmán. Fuente: Elaboración propia.

Ilustración 109. Estado reformado fachada noreste Aulario María de Guzmán. Fuente: Elaboración propia.

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9. PROCESO DE INSTALACIÓN Y MONTAJE El proceso de instalación de este sistema se puede dividir en dos partes; por un lado el montaje de la fachada ventilada con la colocación de la hoja exterior de acabado, y por otro lado la instalación eléctrica fotovoltaica de autoconsumo con conexión a la red.

9.1.

MONTAJE DEL SISTEMA DE DOBLE PIEL

En los trabajos previos a la instalación, se limpia el cerramiento existente y se deja totalmente preparado para el montaje del sistema. Dentro de este montaje se pueden distinguir 4 procesos bien definidos: 1. En primer lugar, se fijan las ménsulas de sustentación al cerramiento existente que actuará de soporte a través de anclajes HRD. Cabe destacar que el muro de instalación cuenta con 62cm de grosor de los cuales 36cm son de mampostería de ladrillo con lo que se hace posible el anclaje de este sistema a la fachada. Es muy importante el replanteo de estas ménsulas para una correcta instalación de las mismas ya que es el elemento sobre el que se colocará el resto de la instalación. 2. Una vez colocadas todas las ménsulas, se procede a la colocación de los paneles de aislamiento térmico de 80mm de espesor sobre el cerramiento con una fijación mecánica de espigas plásticas por panel. Los paneles deben ir colocados de modo que no halla juntas entre ellos para evitar la aparición de puentes térmicos. La cara del aislamiento revestida con el tejido de vidrio Neto se colocará por el exterior la cual resiste la acción del agua de lluvia y del viento. 3. Después, se colocan los perfiles metálicos verticales sobre el aislamiento, anclados a las ménsulas a través de tornillería. Durante este proceso también se situarán unas bandejas de rejillas para recoger el cableado de la instalación fotovoltaica. 4. Por último, se procede a la instalación de los vidrios sobre los perfiles metálicos a través de sistemas de grapas de aluminio vistas y el adhesivo. Gracias al sistema de grapas no es necesario atornillar los paneles. Se realiza en series continuas de varios vidrios unidos entre sí dejando el cableado preparado para la realización de la instalación eléctrica. LEYENDA 1. Anclaje con cabeza hexagonal HDR 10x80mm 2. Ménsula sustentación 100x45x60x3mm 3. Fijación espiga de polipropileno, cabeza 90mm 4. Aislamiento térmico e=80mm y k=0,035W/mk 5. Tornillo DIN 7504-K 6.3x25 inox. 6. Sistema de grapa de aluminio 7. Adhesivo vidrio 8. Perfil vertical aluminio para sistema vidrio 9. Vidrio solar fotovoltaico policristalino Ilustración 110.Detalles sistema de anclaje sistema de doble piel. Fuente: Elaboración propia.

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9.2.

TRABAJO FINAL DE GRADO

INSTALACIÓN ELÉCTRICA FOTOVOLTAICA

Una vez se ha realizado el montaje de la instalación del sistema de doble piel, se procede a la ejecución de la instalación eléctrica. 1. Trabajos previos: al mismo tiempo que se han ido colocando los vidrios del sistema de doble piel, aquellos que son fotovoltaicos se han ido conectando en series de varios vidrios continuos y después en paralelo uniendo las diferentes series. 2. Circuito a corriente continua: a continuación realizan los trabajos de preparación y colocación del cuadro de protecciones del circuito de CC y realizamos la conexión de los módulos a este cuadro. 3. Medidor de corriente: entre el cuadro de CC y el inversor, se colocará un medidor que nos indica la cantidad de voltaje que están produciendo los módulos en cada momento. 4. Unión inversor: del medidor de corriente se pasará a colocar el inversor, con su correspondiente cableado, que transformará la corriente continua en corriente alterna para el abastecimiento del edificio. 5. Circuito a corriente alterna: una vez instalado el inversor se coloca el cuadro de protecciones del circuito de CA que alimentará al cuadro general del edificio. 6. Comprobaciones: terminadas las uniones entre los diferentes elementos de la instalación, se verificará su funcionamiento y la correcta producción de energía por parte de los módulos. Se colocará un contador bidireccional antes de la entrada de la red eléctrica del edificio que se encarga de medir tanto la energía que entra al edificio a través de la red convencional tanto la producción de energía que se está vertiendo a la red cuando esta no sea consumida por el edificio. Los cuadros de protecciones junto con el inversor estarán colocados en la cubierta transitable de la segunda planta situada entre el salón de actos y la biblioteca (ilustración 114). Se ha elegido esta ubicación por su fácil acceso y su corto recorrido a la fachada fotovoltaica, evitando de este modo una prolongación innecesaria del cableado de conexión entre los módulos y los cuadros. Además, en esta zona está instalado el cuadro general del edificio (ilustración 112) por lo que se pretende incluir la instalación eléctrica fotovoltaica en la misma ubicación para su posterior conexión y entrada al edificio. Cabe destacar que esta plataforma está cubierta por su parte superior, con lo que se evita lo máximo posible la entrada de agua y al mismo tiempo permanece ventilada toda el área.

Ilustración 111. Cubierta transitable P2. Fuente: elaboración propia.

Ilustración 112. Cuadro general del edificio. Fuente: elaboración propia.

Ilustración 113. Ubicación cuadros eléctricos y esquema instalación fotovoltaica. Fuente: Elaboración propia.

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10.

TRABAJO FINAL DE GRADO

PLANIFICACIÓN DE LA OBRA ACTIVIDADES

Para saber los plazos y la duración que conlleva el montaje y la instalación de la propuesta estudiada y cuál será su organización, se ha realizado un diagrama de Gantt en el que se muestran las tareas a realizar incluyendo la fecha de inicio y de finalización de cada una de ellas junto con su duración. De este modo se pueden programar tareas para que sean ejecutadas a la vez sin que estas interfieran unas con otras.

DURACIÓN

INICIO

FINAL

8 7 6 2 3 5 2 2

13/07/2020 22/07/2020 28/07/2020 05/08/2020 07/08/2020 12/08/2020 18/08/2020 20/08/2020

22/07/2020 30/07/2020 04/08/2020 06/08/2020 11/08/2020 19/08/2020 19/08/2020 21/08/2020

Montaje andamio fachada sureste Limpieza y preparación fachada Replanteo y colocación ménsulas Colocación aislamiento Montaje perfiles verticales Colocación aplacado exterior Preparación instalación eléctrica Conexión a red eléctrica y comprobaciones

Se ha considerado que una fecha oportuna para el desarrollo de esta actuación podría ser durante los meses de verano, a partir del periodo de finalización de exámenes. De esta forma no se interfiere con el usuario principal de uso del edificio, el alumno. Según la hipótesis de las fechas para la actuación de esta obra, se empezaría el 13 de julio de 2020 como se muestran en las tablas 9 y 10, y finalizaría en 21 de agosto de 2020. Se contabiliza una duración total de 40 días naturales, teniendo en cuenta los fines de semana y los días festivos tabla 11, y 29 días laborables.

Tabla 10. Actividades y duración. Diagrama de Gantt. Fuente: Elaboración propia

DÍAS FESTIVOS Ajuste jornada 14/08/2020 Fiesta nacional 15/08/2020

Tabla 9. Fechas y duración de actividades. Diagrama de Gantt. Fuente: Elaboración propia.

21-ago.

20-ago.

19-ago.

18-ago.

17-ago.

16-ago.

15-ago.

14-ago.

13-ago.

12-ago.

11-ago.

10-ago.

9-ago.

8-ago.

7-ago.

6-ago.

5-ago.

4-ago.

3-ago.

2-ago.

1-ago.

31-jul.

30-jul.

29-jul.

28-jul.

27-jul.

26-jul.

25-jul.

24-jul.

23-jul.

22-jul.

21-jul.

20-jul.

19-jul.

18-jul.

17-jul.

16-jul.

15-jul.

14-jul.

13-jul.

Tabla 11. Días festivos durante la actuación. Fuente: Elaboración propia.

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11.

TRABAJO FINAL DE GRADO

ANÁLISIS ECONÓMICO A continuación se muestra un resumen del presupuesto de ejecución material, y de licitación base con y sin IVA por capítulos:

Se realiza a continuación la estimación del coste total de la instalación recogido en el anexo III. Para el cálculo del presupuesto y mediciones de los sistemas y materiales empleados en la propuesta, se ha utilizado la herramienta Presto, programa integrado de gestión de coste y del tiempo para edificación y obra civil.

CAPÍTULO

Se toma como referencia para la obtención de las partidas de los elementos que conforman el sistema de doble piel, la base de datos del precio centro de Guadalajara del año 2017 (proporcionada por el Gabinete Técnico del Colegio Oficial de Aparejadores, Arquitectos Técnicos e Ingenieros de Edificación de Guadalajara) y la base de datos que ofrece el generador de precios. El presupuesto está dividido en 5 capítulos. Por un lado cerramientos y revestimientos, donde se incluyen las partidas relacionadas con la subestructuctura del sistema de doble piel, el aislamiento instalado y los vidrios no activos que conforman parte del acabado exterior. En el segundo capítulo se recoge el precio de la instalación solar fotovoltaica junto con los vidrios fotovoltaicos a instalar. Se ha incluido también en el presupuesto un capítulo de gestión de residuos y otro de seguridad y salud con sus respectivas partidas. Existen ciertos elementos que componen el sistema que no se encuentran directamente con las mismas características en ninguna de las dos bases de datos mencionadas anteriormente, en estos casos se realiza la suposición de dichos elementos ausentes por otros lo más similares posibles variando estimativamente su precio en función de la diferencia de características entre ambos elementos.

IMPORTE (€)

RESUMEN

ACTUACIONES PREVIAS

14.110,58

CERRAMIENTOS Y REVESTIMIENTOS

102.994,11

INSTALACIONES

141.981,32

GESTION DE RESIDUOS

547,46

SEGURIDAD Y SALUD

526,01

PRESUPUESTO DE EJECUCIÓN MATERIAL

260.159,48

PRESUPUESTO BASE LICITACIÓN (PEM + GG7 + BI8)

309.589,78

PRESUPUESTO BASE DE LICITACIÓN CON IVA (PEM + GG + BI + IVA9)

374.603,63

Tabla 12. Resumen presupuesto por capítulos. Fuente: Elaboración propia.

PRESUPUESTO ACTUACIONES PREVIAS

CERRAMIENTOS Y REVESTIMIENTOS

INSTALACIONES

GESTIÓN RESIDUOS + SYS

0%5%

55%

40%

Gráfico 1. Porcentaje de presupuesto por capítulos. Fuente: Elaboración propia.

Gastos Generales: representan el 13% del PEM Beneficio Industrial: representa el 6% del PEM 9 Impuesto sobre el valor añadido: representa un 21% del presupuesto base de licitación 8

ESTUDIO DE MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO EN EDIFICIOS

12.

TRABAJO FINAL DE GRADO

Gracias a la herramienta de estimación que ofrece Onyx Solar (empresa española fabricante de módulos fotovoltaicos), se puede efectuar un cálculo estimativo de las emisiones de CO2 evitadas durante la vida útil de los módulos fotovoltaicos según el tipo de vidrio elegido y potencia pico que generará la totalidad de la instalación. Esta herramienta también tiene en cuenta la inclinación y orientación de los vidrios fotovoltaicos. Se han obtenido los siguientes resultados:

ESTUDIO DE VIABILIDAD DE LA PROPUESTA

Este estudio está dividido en dos apartados, por un lado se analizará de forma general la repercusión ambiental que conlleva la instalación de módulos fotovoltaicos como integración arquitectónica en un sistema de doble piel, examinando cuál será su impacto ambiental y que cantidad de emisiones de CO2 se consiguen evitar durante su vida útil.

NOTA: Se considera que la vida útil de un módulo fotovoltaico instalado en Madrid es de 35 años.

Por otro lado, se realiza, un análisis económico estimativo junto con los datos obtenidos anteriormente del presupuesto de la propuesta para saber cuál es la repercusión económica de la instalación del sistema, así como su beneficio económico y el payback.

REPERCUSIÓN AMBIENTAL (Datos calculados para una vida útil de los módulos fotovoltaicos de 35 años) Superficie de instalación Tipo de módulo

12.1. REPERCUSIÓN AMBIENTAL

CARACTERÍSTICAS DE LA INSTALACIÓN

Para saber que impacto ambiental está causando realmente la propuesta estudiada, habría que hacer un estudio completo del análisis del ciclo de vida (ACV) de cada material, es decir, evaluar los impactos ambientales de cada elemento incluido en sistema constructivo de la propuesta en todas las etapas de su existencia, desde su extracción hasta el fin de su vida útil. También sería necesario analizar su huella de carbono para saber la totalidad de gases de efecto invernadero emitidas de forma directa o indirectamente durante su fabricación. Todo esto puede ser objeto de estudio de un Trabajo de Fin de Grado entero, por eso, en este apartado se quiere dar a conocer de forma muy general que repercusión tendrá la propuesta estudiada sobre el ambiente.

Potencia pico instalada por m2

BENEFICIOS MEDIOAMBIENTALES

Silicio policristalino 175 Wp/m2

Inclinación

90 ͦ

Orientación

144

Electricidad generada10

Si nos centramos en los módulos solares fotovoltaicos, se entiende que no generan emisiones de gases de efecto invernadero a la atmósfera durante su uso y utilizan una fuente de energía natural y totalmente limpia, el sol, pero lo cierto es que durante su proceso de fabricación sí que generan cierta cantidad de CO2. A través del artículo publicado por Elsevier (empresa de análisis de información global para investigadores) “Assessing the lifecycle greenhouse gas emissions from solar PV and wind energy: A critical meta-survey” se ha extraído el valor medio de huella de carbono en la fabricación de un módulo fotovoltaico, este valor es de 498kgeCO2. Hay que aclarar que el valor de huella de carbono se mide en masa de CO2 equivalente. Si multiplicamos este dato por el número de módulos que hay instalados en la propuesta, obtenemos el siguiente resultado:

406,4 m2

Emisiones CO2 evitados11 Puntos totales de luz alimentados12 Emisiones de coches evitadas gracias a la electricidad generada13

4.818 kWh/m2 1.312 t CO2 3.228 kg/m2 3.842 puntos de luz 37.530 coches

Tabla 13. Estudio de viabilidad para la integración arquitectónica de módulos fotovoltaicos considerando una vida útil de 35 años. Fuente: Elaboración propia.

Si analizamos la cantidad de CO2 generada con la fabricación de los módulos, 126.492kgeCO2 frente a las 1.312 toneladas de CO2 evitadas durante los 35 años de vida útil de los mismos, podemos verificar que se evita mucha más proporción de CO2 que la generada. Por tanto, desde el punto de vista de la sostenibilidad y ambiental, sigue siendo una buena elección la incorporación de módulos fotovoltaicos.

Huella de carbono (estimativa) generada = 498kgeCO2/módulo x 254módulos = 126.492kgeCO2 Como se puede comprobar, al incorporar módulos fotovoltaicos en cualquier propuesta, también se está generando una cantidad de emisiones de CO2 contaminantes de forma indirecta. Surge aquí la duda de si realmente es conveniente, desde el punto de vista ambiental, o no la incorporación de estos módulos.

La producción de energía es solo una estimación en la que factores como las sombras circundantes, las sombras personales u otros impactos externos no se han tenido en cuenta. Estos factores pueden coincidir con una reducción de la producción de energía. La herramienta de estimación de Onyx Solar realiza estos cálculos utilizando PVGIS y PVWATTS.

Las emisiones de CO2 evitadas se han calculado con una combinación energética de 0,67kg de CO2 por kWh de electricidad generada. Este valor corresponde con el valor a nivel global. 12 Calculado con bombillas energéticamente eficientes de 12W 13 Se ha estimado la vida útil de un coche en 300.000 Km

ESTUDIO DE MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO EN EDIFICIOS

TRABAJO FINAL DE GRADO

12.2. REPERCUSIÓN ECONÓMICA

CONSUMO ENERGÍA ANUAL

A través de este estudio se pretende conocer la amortización de la instalación de la propuesta realizada en el edificio, para determinar si realmente es viable y cuál será su plazo de recuperación o payback. Para ello se analizarán dos casos; por un lado se estimará el gasto anual de energía eléctrica consumida por el Aulario María de Guzmán sin la aplicación de la propuesta, es decir, en su estado actual; y por otro lado, el gasto anual del consumo eléctrico con la incorporación del sistema de doble piel y módulos fotovoltaicos.

POTENCIA CONSUMIDA kWh

MESES

12.2.1. GASTO ANUAL CONSUMO ELÉCTRICO DEL EDIFICIO SIN APLICACIÓN DE LA PROPUESTA Para determinar cuál es el gasto anual en electricidad del Aulario María de Guzmán, hay que saber, por un lado, cuál será la potencia contratada por el edificio, y por otro lado, cuál será el consumo anual de energía eléctrica del edificio. Para concluir cual es la potencia contratada por el edificio de estudio, se ha realizado una hipótesis de potencia a instalar según las luminarias que contiene, tomas de corriente y los equipos instalados (ascensor, instalación de climatización e instalación de incendios). Los cálculos realizados para determinar esa potencia a instalar, están recogidos en el anexo I. A continuación se muestran en la tabla 14 los resultados finales obtenidos en dicho anexo:

CONSUMO CONSUMO MEDIO MEDIO MENSUAL DIARIO kWh-día kWh-mes

Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto

144,42 90,38 63,42 34,62 38,35 42,78 38,44 15,43

1877,46 1174,94 824,46 450,06 498,55 556,14 499,72 200,59

39426,66 24673,74 17313,66 9451,26 10469,55 11678,94 10494,12 4212,39

Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Media anual

20,61 32,45 55,77 73,42 54,17

267,93 421,85 725,01 954,46 704,26

5626,53 8858,85 15225,21 20043,66 14789,5475 177474,57

TOTAL ANUAL

Tabla 15. Consumo de energía anual por el centro. Fuente: Elaboración propia.

PREVISIÓN POTENCIA A INSTALAR EN EL CENTRO POTENCIA ILUMINACIÓN (W)

8413

Se estima, por tanto, un consumo total anual de energía eléctrica por parte del edificio de 177.474,57 kW.

POTENCIA TOMAS DE CORRIENTE (W)

33600

POTENCIA EQUIPOS INSTALADOS (W)

100000

TOTAL POTENCIA INSTALADA (W)

142013

Una vez estimada la potencia total consumida por el edificio en un año y sabiendo la cantidad de potencia que debe ser instalada, se procede a la obtención de lo que sería factura de la luz anual en el Aulario María de Guzmán en la actualidad:

TOTAL POTENCIA SIMULTANEA k=0,7 (W)

99409

POTENCIA CONSUMIDA ANUAL kW

177474,57

POTENCIA CONTRATADA kW

99,40

Tabla 14. Previsión de potencia a instalar en el centro. Fuente: Elaboración propia.

Por otro lado, para determinar cuál será la cantidad de energía eléctrica consumida por el edificio anualmente, se realiza la siguiente hipótesis dividida en los diferentes meses del año para obtener unos resultados más aproximados, ya que no será igual el consumo en el mes de enero que en el mes de agosto, cuando la ocupación del edificio disminuye un 80%.

FACTURA LUZ ANUAL SIN APLICAICÓN DE LA PROPUESTA

Se considerarán los siguientes datos, para todos los meses del año, para la estimación del consumo anual de energía: -

Horario de funcionamiento del centro (uso docente): 8am.-9pm. 13 horas Días de funcionamiento del centro: 21 días lectivos al mes Precio de consumo energía eléctrica: 0,14508 €/kWh Precio potencia contratada: 0,133397 €/kW

IMPORTE POR POTENCIA CONSUMIDA ANUAL

25.748,01 €

IMPORTE POR POTENCIA CONTRATADA ANUAL

4.773,92 €

SUBTOTAL

30.521,93 €

IVA (21%)

6.409,60 €

TOTAL IMPORTE FACTURA

36.931,53 €

Tabla 16. Importe factura de luz anual del centro sin aplicación de la propuesta. Fuente: Elaboración propia.

El importe total de la factura de luz anual del Aulario María de Guzmán sin la aplicación de la propuesta es de 36.931,53 €

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TRABAJO FINAL DE GRADO

12.2.2. GASTO ANUAL CONSUMO ELÉCTRICO DEL EDIFICIO CON APLICACIÓN DE

PRODUCCIÓN MENSUAL DE ENERGÍA DEL SISTEMA FV

LA PROPUESTA Energía FV [kWh]

Una vez obtenidos los valores del gasto anual en electricidad en el edificio en el estado actual, se procede a calcular ese mismo gasto con la aplicación, en este caso, del sistema de doble piel con módulos fotovoltaicos y poder realizar una comparativa entre ambas. En primer lugar hay que calcular cuanta energía genera el sistema fotovoltaico anualmente, para ello se han realizado una serie de cálculos, cuyos datos vienen recogidos en el anexo II (energía producida por el sistema fotovoltaico). Para la obtención de los datos necesarios, se ha requerido la ayuda de la base de datos que ofrece Photovoltaic Geographical InformationvSystem (PVGIS) 14 obteniéndose, finalmente, los siguientes resultados:

8000,00 7000,00 6000,00 5000,00 4000,00 3000,00 2000,00 1000,00 0,00

PRODUCCIÓN DE ENERGÍA ANUAL DEL SISTEMA FOTOVOLTAICO

Meses

SDm15 (kWh)

Hm16 (kWh/m2)

Em17 (kWh)

Enero

1578,60

104,00

6608,60

Febrero

1126,40

101,30

6367,30

Marzo

915,10

119,80

7404,80

Abril

416,60

110,20

6617,90

Mayo

403,40

109,50

6366,30

POTENCIA CONSUMIDA ANUAL kWh

177474,57

Junio

193,10

105,10

5841,40

POTENCIA CONTRATADA ANUAL kW

99,41

Julio

185,00

116,00

6371,70

POTENCIA GENERADA ANUAL POR LOS PANELES kWh

80564,00

Agosto

237,30

129,50

7268,80

POTENCIA REALMENTE CONSUMIDA ANUAL kW

96910,57

Septiembre

261,90

126,60

7311,60

Octubre

966,50

120,30

7203,70

Noviembre

1057,40

100,70

6255,00

Diciembre

10560,00

109,40

6946,90

Media anual

1491,78

112,70

6713,67

Total anual

17901,30

1352,40

80564,00

MES

Gráfico 2. Producción mensual de energía del sistema fotovoltaico. Fuente: Elaboración propia.

Con los datos obtenidos de la producción de energía del sistema fotovoltaico y las hipótesis de potencia instalada y consumida anualmente por el edificio realizadas en el apartado 11.2.1. (Gasto anual consumo eléctrico del edificio sin aplicación de la propuesta), se puede obtener la potencia realmente consumida con la incorporación de los módulos fotovoltaicos, y con ello la factura de la luz.

FACTURA LUZ ANUAL CON APLICACIÓN DE LA PROPUESTA IMPORTE POR POTENCIA CONSUMIDA ANUAL 14.059,79 € IMPORTE POR POTENCIA CONTRATADA ANUAL 4.376,09 € SUBTOTAL 18.435,87 € IVA (21%) 3.871,53 € TOTAL IMPORTA FACTURA

Tabla 17. Producción de energía anual del sistema fotovoltaico. Fuente: Elaboración propia.

22.307,41 €

Tabla 18. Importe factura de la luz anual del centro con aplicación de la propuesta. Fuente: Elaboración propia.

Se estima, por tanto, una producción total anual de energía eléctrica por parte del sistema fotovoltaico instalado de 80.564,00 kW.

El importe total de la factura de luz anual del Aulario María de Guzmán con la aplicación de la propuesta es de 22.307,41€

Sistema de información geográfica que recoge los valores de irradiación solar a nivel mundial. Desviación estándar de la producción eléctrica mensual debida a la variación interanual (kWh) 16 Suma media mensual de la irradiación global recibida por metro cuadrado por los módulos del sistema (kWh/m2) 17 Media mensual de electricidad producida por el sistema (kWh) 15

ESTUDIO DE MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO EN EDIFICIOS

TRABAJO FINAL DE GRADO

La energía producida por el sistema fotovoltaico que no llegue a ser consumida por el edificio cuando la producción de energía sea mayor que la necesidad de consumo del mismo, será vertida a la red realizando un estudio de compensación económica por parte de la compañía eléctrica a la que se le está suministrando dicha energía. Esto puede resultar muy interesante durante los meses de verano en los que la ocupación del edificio desciende en un 80% aproximadamente, coincidiendo con la finalización del periodo académico.

Como se ha podido comprobar en cuanto a la repercusión ambiental, aunque durante la fabricación de los módulos fotovoltaicos se genere cierta cantidad de CO2, con el uso de este sistema como fuente principal de energía eléctrica para el edificio, se evitan más emisiones de CO2 de las generadas con su fabricación, ya que se está utilizando una fuente de energía natural no contaminante para la producción de electricidad en lugar del uso de combustibles fósiles. Para recalcar la justificación, promover y aumentar la utilización de este tipo de sistemas, hay que destacar que, además, se estará haciendo uso de una fuente de energía renovable e inagotable. Al contrario que los sistemas utilizados actualmente por el edificio que emplean combustibles fósiles para su funcionamiento, los cuales son recursos no renovables con reservas limitadas.

12.2.3. AHORRO Y PAYBACK DE LA PROPUESTA Al haber estudiado los dos casos diferentes de gasto en electricidad con y sin la aplicación de la propuesta en el edificio, se puede hacer una comparativa entre los dos para saber cuál sería el ahorro anual en la factura de la luz.

En cuanto a la repercusión económica, como ya se ha visto en el apartado 11.2.3 donde se comparan los dos casos de gasto en la factura de la luz, con y sin módulos fotovoltaicos, se puede concluir que, con la instalación de módulos fotovoltaicos se llega a ahorrar un 40% de la factura de la luz anual y se obtiene un plazo de recuperación de 26 años aproximadamente.

Por otro lado, en el análisis de costes recogido en el punto 10, se ha obtenido el presupuesto estimativo de la propuesta estudiada para el Aulario María de Guzmán. Con este dato, y sabiendo el ahorro anual en la factura de la luz, se puede calcular cuál será su plazo de recuperación o payback.

Este plazo de recuperación de 26 años es un plazo que sobresale por encima de la media de lo que suelen ser la duración de la amortización para este tipo de instalaciones. Esto se debe a que es una inversión inicial muy grande ya que, además de los módulos fotovoltaicos, también se está incluyendo un aislamiento térmico y el revestimiento de la fachada sureste y noreste con el sistema de doble piel. Hay que tener en cuenta que esta intervención se está realizando también en la fachada noreste pero en ella no se están colocando módulos fotovoltaicos, con lo que esta fachada no generará energía eléctrica para el consumo del edificio. Lo que se quiere explicar en este sentido es que la inversión inicial es más grande de lo que supondría instalar solo los módulos fotovoltaicos para la producción de energía por ejemplo en la cubierta.

Por tanto, se consiguen los siguientes resultados: AMORTIZACIÓN INSTALACIÓN DE LA PROPUESTA COSTE ANUAL FACTURA LUZ SIN PANELES

36.931,53 €

COSTE ANUAL FACTURA LUZ CON PANELES

22.307,41 €

AHORRO ANUAL

14.624,12 €

PORCENTAJE AHORRO ANUAL COSTE INSTALACIÓN FACAHDA FOTOVOLTAICA PAYBACK

La propuesta estudiada es un modo de dar a conocer, en cierto modo, una aplicación de módulos fotovoltaicos más innovadora como es la integración arquitectónica de los mismos, dando visibilidad y poniendo en valor las nuevas tecnologías. Gracias a esta forma de aplicación de los módulos se consigue una segunda piel de protección en el edificio además de una renovación de la estética exterior del edificio con un acabado excelente.

40% 374.603,63 € 25,62 años

Tabla 19. Ahorro y plazo de recuperación de la propuesta instalada en el centro. Fuente: Elaboración propia.

Por otro lado, como ya se ha dicho, el edificio pertenece a la Universidad de Alcalá. Esta entidad de carácter público apoya la investigación de nuevas tecnologías y apuesta por el desarrollo sostenible, pues cuenta con una política de sostenibilidad muy sólida. Es por eso que en el campo de la construcción, prioriza una construcción que sea respetuosa con el medio ambiente y el uso de energías renovables en sus edificios. Esta propuesta destaca por cumplir todos los aspectos reivindicados por la Universidad de Alcalá.

Según los datos finales obtenidos, con la instalación del sistema de doble piel y módulos fotovoltaicos se consigue un ahorro anual en la factura de la luz del Aulario María de Guzmán de un 40%. Por otra parte, el plazo de recuperación de la este sistema es de 25,62 años, es decir, la amortización de la inversión inicial para la construcción del sistema de doble piel con módulos fotovoltaicos se realizará en 26 años aproximadamente.

Con todos los datos obtenidos, se considera que la elección del sistema de doble piel con módulos fotovoltaicos para la puesta en práctica en el Aulario María de Guzmán es una buena forma de dar respuesta; por un lado a los problemas de ahorro energético que tiene el edificio con la inclusión de aislamiento térmico; por otro lado, a la demanda estética que tiene, sobretodo, la fachada principal y visible del edificio, la fachada sureste; y por otro lado, un ahorro en el coste energético anual del edificio.

12.3. SÍNTESIS DEL ESTUDIO DE VIABILIDAD DE LA PROPUESTAS Una vez estudiada la repercusión ambiental y económica que tendría la instalación de la propuesta seleccionada, se puede concluir con una síntesis de la información obtenida en estos dos estudios.

ESTUDIO DE MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO EN EDIFICIOS

13.

TRABAJO FINAL DE GRADO

estrategias con un proceso meteorológico de por medio siendo consciente de cada una de las decisiones tomadas.

CONCLUSIONES

En segundo lugar, porque he sido capaz de reunir todos los conceptos y recursos aprendidos en las diferentes asignaturas cursadas a lo largo de la titulación, para plasmaros con la realización de este Trabajo. Gracias a ello he llegado tener una visión general de lo que podría llegar a ser la elaboración de un proyecto real de cara a la vida laboral, y lo duro que puede llegar a resultar en ciertos momentos.

13.1. CONCLUSIÓN TÉCNICA Tras la realización del presente Trabajo de Fin de Grado, se ha podido comprobar la repercusión que tiene realizar una construcción de forma sostenible, así como la investigación y el desarrollo de nuevas técnicas y sistemas constructivos que sean más respetuosos con el medio ambiente.

En tercer lugar, porque, como ya establecí en mis objetivos, con la elaboración de este Trabajo quería ir más allá de los recursos enseñados en la escuela y aprender nuevos recursos que me sirvan, de igual manera, para un futuro. Es por ello que me inicié en la disciplina BIM para la realización del modelado del edificio a estudiar. Al ver los resultados obtenidos con esta herramienta puedo afirmar con cierto orgullo que he logrado uno de mis propósitos. Quiero destacar, también, los conocimientos aprendidos en cuanto a la realización de presupuestos y de planificación de obra, así como la aplicación de las herramientas para el estudio del diseño bioclimático del edificio, las cuales fueron aprendidas durante la titulación pero una vez puestas en práctica en este trabajo se ha consolidado su aprendizaje.

Con todo lo aprendido, se puede verificar la importancia que tiene la elaboración de un buen estudio y diagnóstico inicial de la intervención que se quiera realizar, así como la importancia de efectuar una propuesta adecuada teniendo en cuenta todo los factores ambientales que posteriormente van a repercutir en la edificación. Un buen diseño arquitectónico junto con una buena orientación del edificio son dos de los requisitos más importantes para realizar un buen proceso de diseño bioclimático. La propuesta seleccionada para este edificio es un reflejo de los factores que se querían cumplir, pues es una medida de ahorro energético y con ella se consigue; por un lado un ahorro económico al producir energía para el propio consumo del edificio; y por otro lado, una disminución de emisiones de gases de efecto invernadero contribuyendo a la reducción del calentamiento global. Además es una forma innovadora de dar al edificio un carácter estético renovado y mejorar su calidad constructiva.

Al ver el resultado final de este Trabajo de Fin de Grado, puedo decir que ha sido un gran reto para mí ya que en ciertas ocasiones me ha faltado el apoyo de algún compañero para compartir las ideas y trabajar de forma colaborativa, pero por otro lado, me he llevado una sorpresa al ver cómo ha ido evolucionando y sobre todo lo mucho que he aprendido con él.

Asimismo, se considera fundamental el desarrollo de un análisis tanto de costes como de planificación de la obra, siendo estos últimos, otros de los factores relevantes y a tener en cuenta en la ejecución de un proyecto. En el caso de la propuesta elegida ambos influyen significativamente en su repercusión final y han servido de apoyo para poder realizar el estudio de viabilidad. A la vista de todo aprendido y trabajado durante estos meses, se puede concluir con que se considera primordial un cambio en el modo de construir que se ha tenido hasta el momento, apostando por la investigación y la integración de nuevas formas de construcción que proporcionen un alto ahorro energético en los edificios, implantando la mentalidad de consumo nulo y disminución de las contaminaciones. Por último de debe tener en cuenta que la aplicación de una arquitectura bioclimática no tiene que ser sinónimo de un mayor coste sino todo lo contrario, es por eso que se debe hacer hincapié en un buen estudio y diseño bioclimático inicial del edificio o intervención a realizar.

13.2. VALORACIÓN PERSONAL Creo que hasta que uno no termina el Trabajo de Fin de Grado no es consciente de todo el tiempo que ha pasado dedicado a ello. Puedo decir una vez terminado que es, con diferencia, el trabajo con el que más he aprendido durante todo mi proceso académico. En primer lugar porque es una temática que me viene interesando desde que comencé mis estudios y he podido investigar he informarme sobre ella más a fondo, teniendo la oportunidad de realizar un diagnóstico completo de un edificio y ser capaz de sacar mis propias conclusiones en cada apartado y aplicar unas

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14.

TRABAJO FINAL DE GRADO

Secretaría General de Industria y, PYME, & Fundación para el Fomento de la Innovación Industrial.

BIBLIOGRAFÍA

(2020). Reglamento electrotécnico para baja tensión. (). Catálogo de Publicaciones de la Administración



NORMATIVA

General del Estado: Agencia Estatal Boletín Oficial del Estado. Retrieved

Real decreto 244/2019, de 5 de abril, por el que se regulan las condiciones administrativas, técnicas y

from https://www.boe.es/biblioteca_juridica/codigos/codigo.php?id=326&modo=2&nota=1&acc=A

económicas del autoconsumo de energía eléctrica. (2019). Retrieved from https://www.boe.es/diario_boe/txt.php?id=BOE-A-2019-5089 

Código Técnico de la Edificación. (2019a). Documento básico ahorro energía. (). Retrieved from https://www.codigotecnico.org/index.php/menu-ahorro-energia.html

PÁGINAS WEB

Acciona. (2020a). ¿Qué es el efecto invernadero? Retrieved from https://www.sostenibilidad.com/cambioclimatico/que-es-el-efecto-invernadero/

Código Técnico de la Edificación. (2019b). Documento básico salubridad. (). Retrieved from https://www.codigotecnico.org/index.php/menu-salubridad.html

Acciona. (2020b). Desarrollo sostenible. ¿Qué es y cómo alcanzarlo? Retrieved from https://www.acciona.com/es/desarrollo-sostenible/

Código Técnico de la Edificación. (2019c). Documento básico seguridad en caso de incendio. (). Retrieved from https://www.codigotecnico.org/index.php/menu-seguridad-caso-incendio.html

Crealia Cantabria. (2020). Fachadas ventiladas y SATE. Retrieved from https://crealiacantabria.com/fachadassate/

Naciones Unidas. (1991). Convenio sobre la evaluación del impacto ambiental e un contexto transfronterizo. (). United Nations Website: Retrieved

CYPE Ingenieros, S. A. (2020). Generador de precios españa. Retrieved

from https://www.unece.org/fileadmin/DAM/env/eia/documents/legaltexts/conventiontextspanish.pdf

from http://www.generadordeprecios.info/

Naciones Unidas. (1992). Convención marco de las naciones unidas sobre el cambio climático. (). United

IDAE. (2020). Instituto para la diversificación y ahorro de la energía. Retrieved from https://www.idae.es/

Nations Website: Retrieved from https://www.miteco.gob.es/es/cambio-climatico/temas/el-procesoLouvelia. (2020). Soluciones arquitectónicas de fachadas. Retrieved from https://www.louvelia.com/ internacional-de-lucha-contra-el-cambio-climatico/naciones-unidas/CMNUCC.aspx Lucera. (2020). Ventajas y desventajas del autoconsumo fotovoltaico. Retrieved Naciones Unidas. (1998). Protocolo de kyoto de la convención marco de las naciones unidas sobre el cambio from https://lucera.es/blog/ventajas-autoconsumo-fotovoltaico climático. (). United Nations Website: Retrieved from https://www.miteco.gob.es/es/cambioOnyx Solar. (2020). Vidrio fotovoltaico para edificación. Retrieved from https://www.onyxsolar.com/es/

climatico/temas/el-proceso-internacional-de-lucha-contra-el-cambio-climatico/naciones-unidas/protocolokioto.aspx

Oxfam Intermón. (2020). 10 consecuencias del calentamiento global. Retrieved from https://blog.oxfamintermon.org/10-consecuencias-del-calentamientoglobal/#targetText=1.,y%20la%20desertizaci%C3%B3n%20del%20planeta.

ESTUDIO DE MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO EN EDIFICIOS

TRABAJO FINAL DE GRADO

Prodema. (2020). Prodema natural wood beauty. Retrieved from https://www.prodema.com/es/

Wassouf, M. (2014). Passivhaus : De la casa pasiva al estándar : La arquitectura pasiva en los climas cálidos = da casa passiva à norma : A arquitetura passiva em climas quentes / micheel wassouf. Barcelona:

PVGIS. (2020). Photovoltaic geographical information system. Retrieved from https://ec.europa.eu/jrc/en/pvgis

Barcelona : Gustavo Gili. Rockwool. (2020). Rockwool. Retrieved from https://www.rockwool.es/ SB Fijaciones. (2020). Sistemas de fijación para fachadas ventiladas. Retrieved from https://sbfijaciones.com/ 

ARTÍCULOS

Sede Electrónica del Catastro. (2020). Sede electrónica del catastro. Retrieved Arnabat, I. (2019). ¿Cuál es la huella de carbono de un captador solar térmico y de un panel

from http://www.sedecatastro.gob.es/

fotovoltaico? Caloryfrio, Retrieved from https://www.caloryfrio.com/energias-renovables/energiaSelectra. (2020). ¿Cómo instalar placas solares y cuánto me cuesta? Retrieved

solar/cual-huella-dcarbono-de-un-captador-solar-termico-y-de-un-panel-fotovoltaico.html

from https://selectra.es/autoconsumo/info/instalacion#permisos-normativa-autoconsumo-rd244-2019 Dávila Joelia. (201). Doble fachada en la arquitectura: Qué es y ejemplos. Retrieved Solar Innova. (2020). Equipos solares fotovoltaicos. Retrieved from http://www.solarinnova.net/es/

from https://www.homify.com.mx/libros_de_ideas/5860514/doble-fachada-en-la-arquitectura-que-es-yejemplos

Ulma Architectural Solutions. (2020). Qué es una fachada ventilada. Retrieved from https://www.ulmaarchitectural.com/es-es/fachadas-ventiladas/noticias/que-es-una-fachada-ventilada

Martinez, C. (2020). Muros trombe. Retrieved from https://www.academia.edu/34835536/MUROS_TROMBE

Weather Spark. (2020). El clima promedio en alcalá de henares. Retrieved

SUD Renovables. (2020). Instalación fotovoltaica integrada en fachada (barcelona). Retrieved

from https://es.weatherspark.com/y/36949/Clima-promedio-en-Alcal%C3%A1-de-Henares-

from https://sud.es/es/instalacion-fotovoltaica-integrada-en-fachada-barcelona/

Espa%C3%B1a-durante-todo-el-a%C3%B1o

 

GENÉRICO

LIBROS Clemente San Román, C. (1987a). Memoria, pliego y presupuesto aulario y biblioteca del colegio mayor maría

Delgado Avendaño, J. (2008). Fisicanova (una aproximación a la realidad) (Primera ed.) Fisicanova.

de guzmán. . Fondo de la Universidad de Alcalá AUAH:

Edwards, B. (2004). In Hyett P. (Ed.), Guía básica de la sostenibilidad / brian edwards con la colaboración de

Clemente San Román, C. (1987b). Planos aulario y biblioteca colegio mayor maría de guzmán. Fondo de la

paul hyett. Barcelona: Barcelona : Gustavo Gili.

Universidad de Alcalá AUAH:

Neila González, J. (2004). Arquitectura bioclimática en un entorno sostenible / F. javier neila gonzález. Madrid:

De Garrido, L. (2020a). Definición de arquitectura sostenible . Retrieved from http://luisdegarrido.com/wp-

Madrid : Munilla-Lería.

content/uploads/2015/07/02.pdf

ESTUDIO DE MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO EN EDIFICIOS

TRABAJO FINAL DE GRADO

De Garrido, L. (2020b). Indicadores sostenibles. Retrieved from http://luisdegarrido.com/wpcontent/uploads/2015/07/05.pdf De Garrido, L. (2020c, Metodología general para conseguir un desarrollo humano sostenible . Retrieved from http://luisdegarrido.com/wp-content/uploads/2015/07/01.pdf De Garrido, L. (2020d). Proceso de diseño bioclimático. control ambiental arquitectónico. . Retrieved from http://luisdegarrido.com/wp-content/uploads/2015/07/09.pdf Ramón, I. (2011). Estrategias de diseño. (). issuu: Retrieved from https://issuu.com/itc_/docs/14 Sturge, D., While, A., & Howell, R. (2014). Engineering and energy yield: The missing dimension of wind turbine assessment., 254-250. Retrieved from https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0301421513010756

ESTUDIO DE MEDIDAS DE AHORRO ENERGÃ&#x2030;TICO EN EDIFICIOS

TRABAJO FINAL DE GRADO

ESTUDIO DE MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO EN EDIFICIOS

TRABAJO FINAL DE GRADO

PLANOS ESTUDIO DE MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO EN EDIFICIOS APLICACIÓN AL AULARIO MARÍA DE GUZMÁN Trabajo de Fin de Grado

ESTUDIO DE MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO EN EDIFICIOS

15.

TRABAJO FINAL DE GRADO

PLANOS

INDICE DE PLANOS 0. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16.

REFERNCIA CATASTRAL SITUACIÓN Y EMPLAZAMIENTO PLANTA SÓTANO - USOS Y SUPERFICIES PLANTA BAJA- USOS Y SUPERFICIES PLANTA PRIMERA - USOS Y SUPERFICIES PLANTA SEGUNDA - SOS Y SUPERFICIES PLANTA CUBIERTA - USOS Y SUPERFICIES ALZADO SURESTE Y NOROESTE ALZADO SUROESTE Y NORESTE ESTUDIO SOLAR DEL EDIFICIO DISEÑO DE LA PROPUESTA - ALZADO SURESTE DIESELO DE LA PROPUESTA - ALZADO NORESTE REPLANRTEO VIDRIOS SISTEMA DE DOBLE PIEL SECCIÓN Y DETALLES SISTEMA DE DOBLE PIEL MONTAJE Y ANCLAJES SISTEMA DE DOBLE PIEL INSTALACIÓN FOTOVOLTICA INFOGRAFÍAS

Curso 2019/20

Universidad

Trabajo de Fin de Grado

Nombre del proyecto:

Nombre del plano:

Edificio

ESTUDIO DE MEDIDAS DE AHORRO REFERENCIA CATASTRAL

Dibujado por Fecha

02 de junio de 2020

Escala

S/E

Curso 2019/20

Universidad

Trabajo de Fin de Grado

Nombre del proyecto:

Nombre del plano:

Edificio

ESTUDIO DE MEDIDAS DE AHORRO Dibujado por Fecha

OGIM 02 de junio de 2020

Escala

1 : 2000

Curso 2019/20

Universidad

Trabajo de Fin de Grado

Nombre del proyecto:

Nombre del plano:

Edificio

ESTUDIO DE MEDIDAS DE AHORRO Dibujado por

OGIM

SUPERFICIES Fecha

02 de junio de 2020

Escala

1 : 200

Curso 2019/20

Universidad

Trabajo de Fin de Grado

Nombre del proyecto:

ESTUDIO DE MEDIDAS DE AHORRO

Nombre del plano:

PLANTA BAJA - USOS Y SUPERFICIES

Edificio Dibujado por Fecha

OGIM 02 de junio de 2020

Escala

1 : 200

Curso 2019/20

Universidad

Trabajo de Fin de Grado

Nombre del proyecto:

ESTUDIO DE MEDIDAS DE AHORRO

Nombre del plano:

PLANTA PRIMERA - USOS Y SUPERFICIES

Edificio Dibujado por Fecha

OGIM 02 de junio de 2020

Escala

1 : 200

Curso 2019/20

Universidad

Trabajo de Fin de Grado

Nombre del proyecto:

ESTUDIO DE MEDIDAS DE AHORRO

Nombre del plano:

PLANTA SEGUNDA - USOS Y SUPERFICIES

Edificio Dibujado por Fecha

OGIM 02 de junio de 2020

Escala

1 : 200

Curso 2019/20

Universidad

Trabajo de Fin de Grado

Nombre del proyecto:

ESTUDIO DE MEDIDAS DE AHORRO

Nombre del plano:

PLANTA CUBIERTA - USOS Y SUPERFICIES

Edificio Dibujado por Fecha

OGIM 02 de junio de 2020

Escala

1 : 200

15,62 m

12,00 m

9,10 m

7,80 m

4,80 m

0,75 m

0,00 m

ALZADO SURESTE 1 : 200 15,62 m

12,00 m

9,10 m

7,80 m

4,80 m

0,75 m

0,00 m

1 : 200

ALZADO NOROESTE

ALZADO NORESRE

ALZADO SUROESTE

ALZADO NOROESTE

ALZADO SURESRE Curso 2019/20 Trabajo de Fin de Grado Grado en Ciencia y Tecnología de la Edificación

Nombre del proyecto:

ESTUDIO DE MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO EN EDIFICIOS - APLICACIÓN AL AULARIO MARÍA DE GUZMÁN

Nombre del plano:

ALZADO SURESTE Y NOROESTE

Edificio

Aulario María de Guzmán

Dibujado por

Araceli Pérez Martín

Fecha

02 de junio de 2020

EscalaComo se indica

15,62 m

12,00 m

9,10 m

7,80 m

4,80 m

0,75 m

0,00 m

Alzado Noreste 1 : 200

15,62 m

12,00 m

9,10 m

7,80 m

4,80 m

0,75 m

ALZADO NOROESTE

Alzado Suroeste 1 : 200

ALZADO NORESRE

ALZADO SUROESTE

0,00 m

ALZADO SURESRE

Curso 2019/20 Trabajo de Fin de Grado Grado en Ciencia y Tecnología de la Edificación

Nombre del proyecto:

ESTUDIO DE MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO EN EDIFICIOS - APLICACIÓN AL AULARIO MARÍA DE GUZMÁN

Nombre del plano:

ALZADO SUROESTE Y NORESTE

Edificio

Aulario María de Guzmán

Dibujado por

Araceli Pérez Martín

Fecha

02 de junio de 2020

EscalaComo se indica

19:23 18:44

A CH FA NO ST RE

11:18

A AD H C FA

ST OE

8:11

7:18

21 de marzo

22 de diciembre 13 de febrero

ESTUDIO SOLAR INVIERNO

O 20:45 20:26

A CH FA DA

A AD H C FA

ST RE

E N

SU RO

10:44

T ES E S

6:12

5:44

20 de junio 2 de agosto

22 de septiembre

2 Curso 2019/20 Trabajo de Fin de Grado Grado en Ciencia y Tecnología de la Edificación

Nombre del proyecto:

ESTUDIO DE MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO EN EDIFICIOS - APLICACIÓN AL AULARIO MARÍA DE GUZMÁN

ESTUDIO SOLAR VERANO

Nombre del plano:

Edificio

ESTUDIO SOLAR

Dibujado por Fecha

Aulario María de Guzmán

Autor 02 de junio de 2020

Escala

1 : 500

ESTADO ACTUAL 1 : 200

ESTADO REFROMADO 1 : 200

Curso 2019/20 Trabajo de Fin de Grado Grado en Ciencia y Tecnología de la Edificación

Nombre del proyecto:

ESTUDIO DE MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO EN EDIFICIOS - APLICACIÓN AL AULARIO MARÍA DE GUZMÁN

Nombre del plano:

DISEÑO DE LA PROPUESTA - ALZADO SURESTE

Edificio

Aulario María de Guzmán

Dibujado por

Araceli Pérez Martín

Fecha

02 de junio de 2020

10 Escala

1 : 200

ESTADO ACTUAL 1 : 200

Alzado Este (Reformado realista) 1 : 200

Curso 2019/20 Trabajo de Fin de Grado Grado en Ciencia y Tecnología de la Edificación

Nombre del proyecto:

ESTUDIO DE MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO EN EDIFICIOS - APLICACIÓN AL AULARIO MARÍA DE GUZMÁN

Nombre del plano:

DISEÑO DE LA PROPUESTA - ALZADO NORESTE

Edificio

Aulario María de Guzmán

Dibujado por

Araceli Pérez Martín

Fecha

02 de junio de 2020

11 Escala

1 : 200

L10

L11

L12

L13

L14

L15

L16

L17

L18

L19

L20

L21

L22

L23

L24

L25

L26

L27

L28

L29

L30

K10

K11

K12

K13

K14

K15

K16

K17

K18

K19

K20

K21

K22

K23

K24

K25

K26

K27

K28

K29

K30

J10

J11

J12

J13

J14

J15

J16

J17

J18

J19

J20

J21

J22

J23

J24

J25

J26

J27

J28

J29

J30

I10

I11

I12

I13

I14

I15

I16

I17

I18

I19

I20

I21

I22

I23

I24

I25

I26

I27

I28

I29

I30

H10

H11

H12

H13

H14

H15

H16

H17

H18

H19

H20

H21

H22

H23

H24

H25

H26

H27

H28

H29

H30

G10

G11

G12

G13

G14

G15

G16

G17

G18

G19

G20

G21

G22

G23

G24

G25

G26

G27

G28

G29

G30

F10

F11

F12

F13

F14

F15

F16

F17

F18

F19

F20

F21

F22

F23

F24

F25

F26

F27

F28

F29

F30

E10

E11

E12

E13

E14

E15

E19

E17

E18

E19

E20

E21

E22

E23

E24

E25

E26

E27

E28

E29

E30

D10

D11

D12

D13

D14

D15

D16

D17

D18

D19

D20

D21

D22

D23

D24

D25

D26

D27

D28

D29

D30

C10

C11

C12

C13

C14

C15

C16

C17

C18

C19

C20

C21

C22

C23

C24

C25

C26

C27

C28

C29

C30

B10

B11

B12

B13

B14

B15

B16

B17

B18

B19

B20

B21

B22

B23

B24

B25

B26

B27

B28

B29

B30

A10

A11

A12

A13

A14

A15

A16

A17

A18

A19

A20

A21

A22

A23

A24

A25

A26

A27

A28

A29

A30

REPLANTEO PANELES FACHDA SURESTE

1 : 130 LEYENDA COLORES VIDRIOS SISTEMA DOBLE PIEL

TABLA RECUENTO PANELES SISTEMA DOBLE PIEL

L33

L34

L35

L36

L37

K31

K32

K33

K34

K35

K36

K37

J31

J32

J33

J34

J35

J36

J37

I31

I32

I33

I34

I35

I36

I37

H31

H32

H33

H34

H35

H36

H37

G31

G32

G33

G34

G35

G36

G37

F31

F32

F33

F34

F35

F36

F37

E31

E32

E33

E34

E35

E36

E37

D31

D32

D33

D34

D35

D36

D37

C31

C32

C33

C34

C35

C36

B31

B32

B33

B34

B35

A31

A32

A33

A34

A35

VIDRIO ACTIVO AMARILLO

Vidrio inactivo 60% transparecnia Vidrio inactivo

PANELES SISTEMA DOBLE PIEL FACHADA SURESTE

Vidrio inactivo remate lateral

Altura

0,98 m

Anchura

1,68 m

0,63 m

1,68 m

Area

1,65 m2

0,62 m2

1,65 m2

Nº paneles

Total area

95,70

14,85

12 m2

7,44

262 m2

432,30

16,50

14,85

Vidrio activo azul Vidrio activo cian Vidrio activo amarillo

PANELES SISTEMA DOBLE PIEL FACHADA NORESTE Altura

0,98 m

Anchura

1,68 m

0,79 m

Area

1,65 m2

0,77 m2

C37

Nº paneles

B36

B37

Total area

99,00 m2

19,80 m2

A36

A37

16,50 m2

14,85 m2

12 9,24 m2

ALZADO NOROESTE

TOTALES Area

95,70 m2

14,85 m2

7,44 m2

REPLANTEO PANELES FACHDA NORESTE

Nº paneles

118

1 : 130

Nº vidrios activos fotovoltaicos

Curso 2019/20 Trabajo de Fin de Grado Grado en Ciencia y Tecnología de la Edificación

Nombre del proyecto:

ESTUDIO DE MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO EN EDIFICIOS - APLICACIÓN AL AULARIO MARÍA DE GUZMÁN

432,30 m2 262

ALZADO NORESRE

L32

VIDRIO ACTIVO AZUL CLARITO

ALZADO SUROESTE

L31

CAMPOS VIDRIO INACTIVO 60% VIDRIO INACTIVO VIDRIO ACTIVO VIDRIO INACTIVO CLASIFICACIÓN TRANSPARENCIA REMATE LATERAL AZUL OSCURO

281

Nombre del plano:

REPLANTEO VIDRIOS SISTEMA DE DOBLE PIEL

ALZADO SURESRE

Edificio

Aulario María de Guzmán

Dibujado por

Araceli Pérez Martín

Fecha

02 de junio de 2020

EscalaComo se indica

05 2 6

62 8

07 05 05 06 07 05

CUBIERTA 08

10,66

08 09

2 13

04 03

2 6

FORJADO

8 15

1 : 10

DETALLE ENCUENTRO CON TERRENO 1 : 10

2,78

DETALLE ENCUENTRO CON VENTANA

FACHADA SURESTE - SISTEMA DE DOBLE PIEL

LEYENDA DE NÚMEROS 1. Anclaje con cabeza hexagonal HRD 10x80m 2. Perfil U sustentación 100x45x60x3 3. Fijación de polipropileno, cabeza 90mm 4. Aislamiento térmico ISOVER ECOVENT 035 e=80mm y k=0,035W/mk 5. Tornillo DIN 7504-K 6.3x25 inox A 2 6. Sistema de grapa de aluminio 7. Adhesivo vidrio 8. Perfil vertical aluminio sistema vidrio 9. Vidrio solar fotovoltaico monocristalino SI-ESF-BIPV-M156-60

SECCIÓN 1

1 : 50

Curso 2019/20 Trabajo de Fin de Grado Grado en Ciencia y Tecnología de la Edificación

Nombre del proyecto:

ESTUDIO DE MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO EN EDIFICIOS - APLICACIÓN AL AULARIO MARÍA DE GUZMÁN

Nombre del plano:

SECCIÓN Y DETALLES SISTEMA DE DOBLE PIEL

Edificio

Aulario María de Guzmán

Dibujado por

Araceli Pérez Martín

Fecha

02 de junio de 2020

EscalaComo se indica

PROCESO DE MONTAJE

08 06

D02

DETALLE 01

1. En primer lugar, se fijan las de al cerramiento existente que de soporte a de anclajes HRD. Cabe destacar que el muro de cuenta con 62cm de grosor de los cuales 36cm son de de ladrillo con lo que se hace posible el anclaje de este sistema a la fachada. Es muy importante el replanteo de estas para una correcta de las mismas ya que es el elemento

D01

2. Una vez colocadas todas las se procede a la de los paneles de aislamiento de 80mm de espesor sobre el cerramiento con una de espigas por panel. Los paneles deben ir colocados de modo que no halla juntas entre ellos para evitar la de puentes La cara del aislamiento revestida con el tejido de vidrio Neto se por el exterior la cual resiste la del agua de lluvia y del viento.

se colocan los perfiles verticales sobre el aislamiento, anclados a las a de Durante este proceso se unas bandejas de rejillas para recoger el cableado de la

DETALLE 02

4. Por sobre los grapas de sistema de Se realiza entre

se procede a la de los vidrios perfiles a de sistemas de aluminio vistas y el adhesivo. Gracias al grapas no es necesario atornillar los paneles. en series continuas de varios vidrios unidos dejando el cableado preparado para la

D03

1. Anclaje con cabeza hexagonal HRD 10x80mm

09 07 06

DETALLE 03

05 08

Curso 2019/20

Universidad

Trabajo de Fin de Grado

Nombre del proyecto:

ESTUDIO DE MEDIDAS DE AHORRO

Nombre del plano:

MONTAJE Y ANCLAJES SISTEMA DE DOBLE PIEL

5. 6. 7. 8. 9.

k=0,035W/mk Tornillo DIN 7504-K 6.3x25 inox A 2 Sistema de grapa de aluminio Adhesivo vidrio Perfil vertical aluminio sistema vidrio Vidrio solar fotovoltaico monocristalino SI-ESF-BIPV-M156-60

Edificio

Dibujado por Fecha

02 de junio de 2020

Escala

S/E

CONVENCIONAL

Contador bidireccional INTERRUPTOR DIFERENCIAL

Medidor

Cuadro general edificio

FOTOVOLTAICOS

AC Protecciones del circuito de CC

Curso 2019/20

Universidad

Trabajo de Fin de Grado

Inversor Solar 80 kW

Nombre del proyecto:

INTERRUPTOR SECCIONADOR

Protecciones del circuito de AC

Nombre del plano:

FUSIBLE

Edificio

ESTUDIO DE MEDIDAS DE AHORRO Dibujado por Fecha

02 de junio de 2020

Escala

1 : 200

Curso 2019/20 Trabajo de Fin de Grado Grado en Ciencia y Tecnología de la Edificación

Nombre del proyecto:

ESTUDIO DE MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO EN EDIFICIOS - APLICACIÓN AL AULARIO MARÍA DE GUZMÁN

Nombre del plano:

Edificio

INFOGRAFÍAS

Dibujado por Fecha

Aulario María de Guzmán

Autor 02 de junio de 2020

Escala

ESTUDIO DE MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO EN EDIFICIOS

TRABAJO DE FIN DE GRADO

ANEXOS ESTUDIO DE MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO EN EDIFICIOS APLICACIÓN AL AULARIO MARÍA DE GUZMÁN Trabajo Fin de Grado

ESTUDIO DE MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO EN EDIFICIOS

16.

TRABAJO DE FIN DE GRADO

ANEXOS

INDICE DE ANEXOS 1. ANEXO I – HIPÓTESIS DE POTENCIA INSTALADA EN EL AULARIO MARÍA DE GUZMÁN 2. ANEXO II – ENERGÍA PRODUCIDA POR EL SISTEMA FOTOVOLTAICO 3. ANEXO III – PRESUPUESTO DE LA PROPUESTA 4. ANEXO IV – FICHAS TÉCNICAS

ESTUDIO DE MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO EN EDIFICIOS

TRABAJO DE FIN DE GRADO

ANEXO I – HIPOTESIS DE POTENCIA INSTALADA EN EL AULARIO MARÍA DE GUZMÁN

ESTUDIO DE MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO EN EDIFICIOS

TRABAJO DE FIN DE GRADO

ANEXO I – HIPOTESIS DE POTENCIA INSTALADA EN EL AULARIO MARÍA DE GUZMÁN

00.002 Distribuidor 00.003 Delegación alumnos y rack 00.004 Escaleras 00.005 Cafetería 00.006 Biblioteca (Depósito secundario CRAI) 00.007 Aseo mujeres 00.008 Armario limpieza 1 00.009 Aseos hombres 00.010 Aseos movilidad reducida 00.011 Armario limpieza 2 00.012 Ascensor 00.013 Pasillo principal y escaleras 00.014 Aula 2 00.015 Seminario 1 00.016 Seminario 2 00.017 Aula 3 00.018 Escalera exterior 00.019 Departamentos 00.020 Vestíbulo departamentos TOTAL PBAJA PLANTA PRIMERA 00.001 Pasillo y escaleras 00.002 Aseo mujeres 00.003 Armario limpieza 1 00.004 Aseo hombres 00.005 Aseo movilidad reducida 00.006 Armario limpieza 2 00.007 Aula 4 00.008 Seminario 03 00.009Dptos. Filología, comunicación y documentación 00.016 00.017 Escalera exterior 00.018 Pasillo y escalera caracol 00.019 Dptos. Ciencias de la Educación 00.021 00.022 Biblioteca (Depósito secundario CRAI) 00.023 Escaleras despachos 00.024 Asociación de amigos de la universidad 00.025 00.026 Rampa y pasillo

Para saber cuál es la potencia contratada en el Aulario María de Guzmán, se realiza una hipótesis de la potencia total generada por el edificio que coincidirá con la potencia instalada. Se divide la potencia generada en luminarias, tomas de corriente, y equipos instalados (ascensor, instalación de climatización e instalación de incendios). A continuación se muestra una tabla que recoge la potencia generada por las luminarias del edificio. Se cuentan las luminarias de cada planta y por estancias, clasificadas por los códigos que aparecen en los planos de planta – usos y superficies (02 ,03 ,04 ,05 y 06), recogidos en el punto 15.

PLANTA SÓTANO S1.002 Vestíbulo y distribuidor principal S1.003 Sección Archivo S1.004 Digitalización y Acceso archivo S1.005 Despachos Archivo Universitario S1.006 Cuarto de calderas S1.007 Archivo Universitario (Depósito) S1.008 Pasillo aulas y escaleras S1.009 Aseos mujeres S1.010 Armario limpieza S1.011 Aeos hombres S1.012 Aseo ducha S1.013 Armario limpieza S1.014 Ascensor S1.015 Aula informática S1.016 Aula 2 S1.017 Aula informática 2 S1.018 Almacén oficina tecnológica S1.019 Escalera exterior S1.020 Patio inglés TOTAL PSÓTANO PLANTA BAJA 00.001 Vestíbulo, conserjería y almacén

9 5 9 25 6 54 15

Downlights 12W

USOS

Tubos led 12W

CÓDIGO

Tubos led 14 W

TIPOS LUMINARIAS

4 1 4 1 1

8 8 16 15

POTENCIA (W)

CONSUMO LUMINARIAS

126 94 126 350 84 756 210 48 12 48 40 12 0 112 112 224 210 0 0 2564 234

8 4 20 28

2 4 1 4 3 1

14 18 8 8 18 15 4

120 60 0 300 360 48 12 48 36 12 0 210 270 120 120 270 0 225 60 2505

18 6

196 48 12 48 36 12 252 84

238

4 1 4 3 1

0 0 14

196 0 0

140

ESTUDIO DE MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO EN EDIFICIOS

Dpto. Filología, comunicación y documentación (Seminario comunicación audiovisual) 00.028 Sala de reuniones 00.029 Despacho 00.030 Junta PDI 00.031 Vestíbulo y escalera Dpto. Filología, comunicación y documentación 00.032 (investigadores) Dpto. Filología, comunicación y documentación 00.033 (secretaría) Dpto. Filología, comunicación y documentación 00.034 (dirección) TOTAL PPRIMERA PLANTA SEGUNDA 00.001 Escalera caracol 00.002 Pasillo 00.003 Dpto. Ciencias de la educación 00.006 00.007 Cuarto de maquinas ascensor 00.008 Escaleras 00.009 Administración de centros 00.010 Dpto. Ciencias de la educación (profesores 00.012 asociados y visitantes) 00.013 Almacén 00.014 Aula universidades norteamericanas 00.015 Salon de actos TOTAL PSEGUNDA TOTAL CONSUMO LUMINARIAS 00.027

TRABAJO DE FIN DE GRADO

210

Instalación Climatización

70000

13 9 6 6

182 126 84 84

Instalación Incendios

11250

140

POTENCIA TOMAS DE CORRIENTE (W)

33600

POTENCIA EQUIPOS INSTALADOS (W)

100000

TOTAL POTENCIA INSTALADA (W)

142013

PREVISIÓN POTENCIA A INSTALAR EN EL CENTRO POTENCIA ILUMINACIÓN (W)

TOTAL POTENCIA SIMULTANEA k=0,7 (W)

99409

2242 2 4

24 56

224

0 0 42

4 13 30

56 182 420 1102 8413

El consumo de energía eléctrica total del edificio es de 99,41 kW multiplicado ya por el factor de simultaneidad, este será el mínimo de potencia a instalar por el edificio.

Se estima como energía consumida por las tomas de corriente, los siguientes datos: CONSUMO TOMAS DE CORRIENTE (W) Base enchufe 10A 2400 Base enchufe 25A 6000

Se estima como energía consumida por los equipos instalados complementarios, los siguientes datos: CONSUMO EQUIPOS INSTALADOS (W) Ascensor

8413

18750

ESTUDIO DE MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO EN EDIFICIOS

TRABAJO DE FIN DE GRADO

ANEXO II – ENERGÍA PRODUCIDA POR EL SISTEMA FOTOVOLTAICO

ESTUDIO DE MEDIDAS DE AHORRO ENERGĂ&#x2030;TICO EN EDIFICIOS

TRABAJO DE FIN DE GRADO

ANEXO II â&#x20AC;&#x201C; ENERGĂ?A PRODUCIDA POR EL SISTEMA FOTOVOLTAICO

1. EnergĂa producida por el sistema en condiciones optimas En este apartado se ha calculado la energĂa que producen los mĂłdulos del sistema fotovoltaico en condiciones ideales, es decir, sin tener en cuenta la energĂa absorbida por los conductores, considerando que los mĂłdulos fotovoltaicos y el inversor poseen un rendimiento del 100% y que no existen pĂŠrdidas por sombras debido a edificaciones colindantes. Hay que tener en cuenta que los mĂłdulos producirĂĄn mĂĄs energĂa de la que realmente se suministrarĂĄ a la red, ya que durante el recorrido de la energĂa elĂŠctrica a travĂŠs del sistema fotovoltaico se producen pĂŠrdidas, como las pĂŠrdidas ocasionadas en el inversor y las pĂŠrdidas producidas por el cableado. Los datos necesarios para conocer la radiaciĂłn incidente sobre los mĂłdulos, con su respectivo ĂĄngulo de inclinaciĂłn de 90 ÍŚ y ĂĄngulo de orientaciĂłn o azimut de -36 ÍŚ (respecto 0 ÍŚ sur), se han obtenido de la base de datos de â&#x20AC;&#x153;Photovoltaic Geographical Information System (PVGIS)â&#x20AC;?. PVGIS es un sistema de informaciĂłn geogrĂĄfica que recoge los valores de irradiaciĂłn solar a nivel mundial. La energĂa producida por los mĂłdulos fotovoltaicos viene dada a travĂŠs de la siguiente formula:

MES

Hm (Wh/m2)

Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Media anual Total anual

104000,00 101300,00 119700,00 110200,00 109500,00 105100,00 116000,00 129500,00 126600,00 120300,00 100700,00 109400,00 112691,67 1352300,00

DĂas mes 31 28 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31

Hd (Wh/m2)

HSP

3354,84 3617,86 3861,29 3673,33 3532,26 3503,33 3741,94 4177,42 4220,00 3880,65 3356,67 3529,03 3704,05

3,35 3,62 3,86 3,67 3,53 3,50 3,74 4,18 4,22 3,88 3,36 3,53 3,70

Ed (kWh) Egenerador = Pot. Pico sistema x HSP x PR x FS 263,96 284,65 303,81 289,02 277,92 275,64 294,42 328,68 332,03 305,33 264,10 277,66 291,43

đ??¸đ?&#x2018;&#x203A;đ?&#x2018;&#x2019;đ?&#x2018;&#x;đ?&#x2018;&#x201D;Ăđ?&#x2018;&#x17D; đ?&#x2018;&#x201D;đ?&#x2018;&#x2019;đ?&#x2018;&#x203A;đ?&#x2018;&#x2019;đ?&#x2018;&#x;đ?&#x2018;&#x17D;đ?&#x2018;&#x2018;đ?&#x2018;&#x17D; = đ?&#x2018; đ?&#x2018;Ą đ?&#x2018;Ľ đ?&#x2018;&#x192;đ?&#x2018;¤ đ?&#x2018;Ľ đ??ťđ?&#x2018;&#x2020;đ?&#x2018;&#x192; đ?&#x2018;Ľ đ?&#x2018;&#x192;đ?&#x2018;&#x2026; đ?&#x2018;Ľ đ??šđ?&#x2018;&#x2020;

PRODUCCIĂ&#x201C;N ENERGĂ?A MENSUAL DEL SISTEMA FV EN CONDICIONES IDEALES

Donde: Nt es el nĂşmero de mĂłdulos fotovoltaicos; 12000

Pw es la potencia pico del mĂłdulo;

10000

HSP son las horas de sol pico que inciden sobre los mĂłdulos. RadiaciĂłn incidente dividida de 1000 W/m2; EnergĂa FV [kWh]

PR es el coeficiente de rendimiento del panel; FS es el factor de sombra. Como se ha dicho a dicho al principio, en este apartado se va a calcular la producciĂłn de energĂa generada por el sistema en condiciones ideales por lo que se considera que el rendimiento de los mĂłdulos fotovoltaicos y del inversor son Ăłptimos (PR=1) y no existen pĂŠrdidas por sombras (FS=1).

8000 6000 4000 2000

Estos son los valores obtenidos de energĂa generada en cada mes: 0

CARACTERĂ?STICAS DE LA INSTALACIĂ&#x201C;N NÂş mĂłdulos (Nt)

Potencia pico mĂłdulo (Pw)

281

280

Potencia pico sistema (Wp) 78680,00

Potencia pico sistema (KWp) 78,68

Rendimiento del panel (PR) 1

Factor de sombra (FS)

Meses

100

Em (kWh) 8182,72 7970,28 9418,00 8670,54 8615,46 8269,27 9126,88 10189,06 9960,89 9465,20 7923,08 8607,59 8866,58 115265,54

ESTUDIO DE MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO EN EDIFICIOS

TRABAJO DE FIN DE GRADO

Los datos obtenidos sirven para saber cómo se realizan los cálculos de la producción de energía de un sistema fotovoltaico y para comparar la diferencia de producción de energía en condiciones ideales y la producción de energía realmente suministrada a la red, calculada en el siguiente apartado.

Octubre Noviembre Diciembre Media anual Total anual

2. Energía realmente suministrada a la red En este apartado se calcula la energía que realmente es inyectada a la red para el consumo del edificio. Para este caso se tendrán que tener en cuenta las pérdidas por orientación e inclinación, las pérdidas por sombra y las perdidas en el rendimiento del sistema, y corregir con estas pérdidas la energía que genera la instalación en condiciones ideales. 7000,00

Energía FV [kWh]

6000,00

La ubicación exacta donde se va a instalar el sistema. El tipo de tecnología fotovoltaica utilizada. La potencia pico generada por el sistema. La inclinación y la orientación o acimut de los módulos en posición fija teniendo en cuenta si el sistema está integrado en el edificio o en posición libre. La vida útil del sistema.

Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre

Hm (kWh/m2)

Em (kWh)

1578,60 1126,40 915,10 416,60 403,40 193,10 185,00 237,30 261,90

104,00 101,30 119,80 110,20 109,50 105,10 116,00 129,50 126,60

6608,60 6367,30 7404,80 6617,90 6366,30 5841,40 6371,70 7268,80 7311,60

4000,00 3000,00

1000,00 0,00

Meses

Con todos estos datos, se genera un documento que muestra la energía realmente generada por el sistema que será la que realmente se vierta a la red. Al final de ese anexo se muestra la hoja generada por PVGIS. A continuación se recogen en una tabla los datos obtenidos: SDm (kWh)

5000,00

2000,00

La herramienta también tiene en cuenta, por un lado todas las pérdidas que hacen que la potencia realmente entregada a la red eléctrica sea inferior a la potencia producida por los módulos fotovoltaicos, que en este caso se han considerado unas pérdidas generales estimadas del 14%; y por otro lado los cambios en la producción debido al ángulo de incidencia, a los efectos espectrales y a la baja irradiancia y temperatura.

MES

7203,70 6255,00 6946,90 6713,67 80564,00

8000,00

Esto es posible ya que la herramienta de PVGIS ofrece el cálculo del rendimiento de un sistema fotovoltaico conectado a red (como es el caso de este proyecto), tomando como características los siguientes datos:

120,30 100,70 109,40 112,70 1352,40

PRODUCCIÓN ENERGÍA MENSUAL DEL SISTEMA FV SUMINISTRADA A RED

Con la misma herramienta que ofrece la base de datos de PVGIS se han obtenido directamente los resultados de la producción de energía suministrada a la red por el sistema fotovoltaico empleado en este proyecto en concreto.

966,50 1057,40 10560,00 1491,78 17901,30

Estos valores obtenidos en la tabla… serán los que se utilizarán para el estudio de viabilidad de la propuesta concreta.

101

ESTUDIO DE MEDIDAS DE AHORRO ENERGÃ&#x2030;TICO EN EDIFICIOS

TRABAJO DE FIN DE GRADO

102

ESTUDIO DE MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO EN EDIFICIOS

TRABAJO DE FIN DE GRADO

ANEXO III – PRESUPUESTO DE LA PROPUESTA

103

RESUMEN DE PRESUPUESTO INSTALACIÓN FACHADA VENTILADA FOTOVOLTAICA CAPÍTULO

RESUMEN

IMPORTE

ACTUACIONES PREVIAS..............................................................................................................................................

14.110,58

5,42

CERRAMIENTOS Y REVESTIMIENTOS.......................................................................................................................

102.994,11

39,59

INSTALACIONES............................................................................................................................................................

141.981,32

54,57

GESTIÓN DE RESIDUOS ..............................................................................................................................................

547,46

0,21

SEGURIDAD Y SALUD...................................................................................................................................................

526,01

0,20

PRESUPUESTO DE EJECUCIÓN MATERIAL 13,00 % Gastos generales ........ 33.820,73 6,00 % Beneficio industrial ...... 15.609,57

260.159,48

Suma .....................................................

49.430,30

PRESUPUESTO BASE DE LICITACIÓN SIN IVA 21% IVA ................................................

309.589,78 65.013,85

PRESUPUESTO BASE DE LICITACIÓN

374.603,63

Asciende el presupuesto a la expresada cantidad de TRESCIENTOS SETENTA Y CUATRO MIL SEISCIENTOS TRES EUROS con SESENTA Y TRES CÉNTIMOS , 31 de mayo de 2020.

31 mayo 2020

PRESUPUESTO Y MEDICIONES INSTALACIÓN FACHADA VENTILADA FOTOVOLTAICA CÓDIGO

RESUMEN

UDS LONGITUD ANCHURA ALTURA

ACTUACIONES PREVIAS

01.01

Ud MONTAJE Y DESMONTAJE ANDAMIO Montaje y desmontaje de andamio tubular normalizado, tipo multidireccional, hasta 20 m de altura máxima de trabajo, formado por estructura tubular de acero galvanizado en caliente, sin duplicidad de elementos verticales y plataformas de trabajo de 60 cm de ancho; para ejecución de fachada de 710 m², según planos de montaje, considerando una distancia máxima de 20 m entre el punto de descarga de los materiales y el punto más alejado del montaje. Incluso montaje y desmontaje de red flexible, tipo mosquitera monofilamento, de polietileno 100%, accesorios, sistemas de protección, anclajes y reposiciones. Incluso replanteo de los apoyos; limpieza y preparación de la superficie de apoyo y protección de los espacios afectados; montaje y colocación de los componentes; colocación de la plataforma de trabajo. Colocación de los elementos de protección, acceso y señalización; prueba de carga; desmontaje y retirada del andamio. Medido el número de unidades previstas, según Estudio o Estudio Básico de Seguridad y Salud.

PRECIO

IMPORTE

3.615,55

3.371,79

9,81

7.123,24

TOTAL C1 ........................................................................................................................................

14.110,58

CANTIDAD

1,00 Subtotal

1,00 1,00

01.02

Ud ALQUILER DE ANDAMIO 40 DÍAS Alquiler, durante 40 días naturales, de andamio tubular normalizado, tipo multidireccional, hasta 20 m de altura máxima de trabajo, formado por estructura tubular de acero galvanizado en caliente, de 48,3 mm de diámetro y 3,2 mm de espesor, sin duplicidad de elementos verticales, compuesto por plataformas de trabajo de 60 cm de ancho, dispuestas cada 2 m de altura, escalera interior con trampilla, barandilla trasera con dos barras y rodapié, y barandilla delantera con una barra; para la ejecución de fachada de 710 m², considerando como superficie de fachada la resultante del producto de la proyección en planta del perímetro más saliente de la fachada por la altura máxima de trabajo del andamio. Incluso red flexible, tipo mosquitera monofilamento, de polietileno 100% y revisión mensual de andamio a cargo de la empresa instaladora, según R.D. 2177/2004, para garantizar su estabilidad y condiciones de seguridad. Incluso revisión periódica para garantizar su estabilidad y condiciones de seguridad. Medida la amortización en forma de alquiler diario, según condiciones definidas en el contrato suscrito con la empresa suministradora, considerando un mínimo de 250 m² de fachada y 40 días naturales.

1,00 Subtotal

1,00 1,00

01.03

m2 PICADO ENFOSCADOS CEMENTO VERTICALES C/MARTILLO Picado de enfoscados de cemento en paramentos verticales, con martillo eléctrico, eliminando todas las zonas en mal estado y dejandolo totalmente listo para su posterior revestimiento con paneles de lana mineral hidrofugada , i/ p.p. de limpieza final y retirada de escombros a pie de carga, transporte a vertedero y canon de vertido y con p.p.pequeño material, medios auxiliares y medidas de protección y seguridad necesarias para realizar los trabajos; con marcado CE y DdP (Declaración de prestaciones), cumplimiento del reglamento (UE), según norma EN y UNE aplicable a los materiales de la partida. El precio no incluye el revestimiento exterior de módulos de vidrio fotovoltaico ni el de los paneles composite. Medida la superficie realmente ejecutada.

Facahda Sureste Fachada Noreste

1 1

49,75 10,76

12,00 12,00

597,00 129,12

Subtotal

726,12 726,12

31 mayo 2020

PRESUPUESTO Y MEDICIONES INSTALACIÓN FACHADA VENTILADA FOTOVOLTAICA CÓDIGO

RESUMEN

CERRAMIENTOS Y REVESTIMIENTOS

02.01

m2 SUBESTRUCTURA Y AISLAMIENTO PARA FACHADA VENTILADA FOTOVOLTAICA Cerramiento de fachada ventilada fotovoltaica con subestructura de aluminio formada por perfiles verticales de sección U de 100x45x60x3 mm y, perfilería para remates, arranques, separadores, despuntes, mecanizado de los perfiles y sistema de de anclaje visto de grapa atornilladas a la perfilería del montaje de la fachada. Cámara de aire con aislamiento térmico de lana mineral Isover Ecovent VN constituido por paneles de lana mineral hidrofugada recubiertos de un velo negro en una de sus caras de 80 mm de espesor cumpliendo la norma UNE EN 13162 Productos Aislantes térmicos para aplicaciones en la edificación con una conductividad térmica de 0,035 W/(m.K), clase de reacción al fuego A2-s1,d0, colocado a tope, fijado mecánicamente sobre fachada existente. Incluso replanteo del despiece de los puntos de anclaje de la subestructura soporte y fijación de la subestructura soporte a la hoja principal. aplomado, nivelación y alineación del revestimiento, fijación definitiva del revestimiento a la subestructura soporte, realización de todos los trabajos necesarios para la resolución de los huecos y resolución de puntos singulares; i/ p.p. de limpieza final y retirada de escombros a pie de carga, transporte a vertedero y canon de vertido y con p.p.pequeño material, medios auxiliares y medidas de protección y seguridad necesarias para realizar los trabajos; con marcado CE y DdP (Declaración de prestaciones), cumplimiento del reglamento (UE), según norma EN y UNE aplicable a los materiales de la partida. El precio no incluye el revestimiento exterior de módulos de vidrio fotovoltaico ni el de los paneles composite. Medida la superficie realmente ejecutada.

Facahda Sureste Fachada Noreste

UDS LONGITUD ANCHURA ALTURA

1 1

49,75 10,76

CANTIDAD

12,00 12,00

597,00 129,12

Subtotal

726,12 726,12

02.02

IMPORTE

111,11

80.679,19

86,38

21.243,43

m² PANEL VIDRIO PARA REVESTIMIENTO EXTERIOR, 1700x1000x4mm Revestimiento exterior para fachada ventilada, de paneles vidrio de 1700 mm de longitud, 1000 mm de altura y 10 mm de espesor, compuestos por hojas de vidrio de seguridad ESG; colocación en posición vertical mediante sistema de de fijación mecánica de grapa de aluminio vuista y sistema de adhesivo Panel-Tack. Incluso aplomado, nivelación y alineación del revestimiento, fijación definitiva del revestimiento a la subestructura soporte, realización de todos los trabajos necesarios para la resolución de los huecos y resolución de puntos singulares; i/ p.p. de limpieza final y retirada de escombros a pie de carga, transporte a vertedero y canon de vertido y con p.p.pequeño material, medios auxiliares y medidas de protección y seguridad necesarias para realizar los trabajos; con marcado CE y DdP (Declaración de prestaciones), cumplimiento del reglamento (UE), según norma EN y UNE aplicable a los materiales de la partida. El precio no incluye el sistema de fijaciones ni el aislamiento térmico. Medida la superficie realmente ejecutada.

Fachada Sureste Panel inactivo remate lateral opaco Panel inactivo 60% transp. Panel inactivo opaco Fachada Noreste Panel inactivo remate lateral opaco Panel inactivo opaco Panel inactivo 60% transparencia

12 9 58

0,45 1,68 1,68

0,99 0,99 0,99

5,35 14,97 96,47

12 60 12

0,79 1,68 1,68

0,99 0,99 0,99

9,39 99,79 19,96

Subtotal

245,93 245,93

31 mayo 2020

PRECIO

PRESUPUESTO Y MEDICIONES INSTALACIÓN FACHADA VENTILADA FOTOVOLTAICA CÓDIGO

RESUMEN

UDS LONGITUD ANCHURA ALTURA

02.03

m2 AISLAMIENTO TÉRMICO XPS 40 mm EXTERIOR Aislamiento térmico por el exterior de cerramientos con paneles de poliestireno extruido de superficie lisa machihembrados de 40 mm de espesor. Fijados directamente al soporte mediante un mortero de fijación y anclajes mecánicos. Resistencia a compresión = 200 kPa según UNE-EN 826:2013. Resistencia térmica 1,15 m²K/W, conductividad térmica 0,034 W/(m.K), según UNE-EN 13162:2013. Reacción al fuego E según UNE-EN 13501-1:2007+A1:2010; i/ p.p. de limpieza final y retirada de escombros a pie de carga, transporte a vertedero y canon de vertido y con p.p.pequeño material, medios auxiliares y medidas de protección y seguridad necesarias para realizar los trabajos; con marcado CE y DdP (Declaración de prestaciones), cumplimiento del reglamento (UE), según norma EN y UNE aplicable a los materiales de la partida. Medida la superficie realmente ejecutada.

PRECIO

IMPORTE

11,32

206,02

6,96

422,12

7,31

443,35

TOTAL C2 ........................................................................................................................................

102.994,11

Fachada Sureste Facahda Noreste

1 1

49,79 10,86

CANTIDAD

0,30 0,30

14,94 3,26

Subtotal

18,20 18,20

02.04

m CHAPA ACERO GALVANIZADO REMATE INFERIOR Chapa de acero galvanizado para cierre remate inferior fachada ventilada, espesor 1 mm, desarrollo 200 mm y 2 pliegues; fijación con tornillos autotaladrantes de acero galvanizado. Incluye replanteo de las piezas, corte de las piezas, colocación, aplomado, nivelación y alineación, resolución de encuentros y de puntos singulares; i/ p.p. de limpieza final y retirada de escombros a pie de carga, transporte a vertedero y canon de vertido y con p.p.pequeño material, medios auxiliares y medidas de protección y seguridad necesarias para realizar los trabajos; con marcado CE y DdP (Declaración de prestaciones), cumplimiento del reglamento (UE), según norma EN y UNE aplicable a los materiales de la partida. Medida la longitud realmente ejecutada.

Fachada Sureste Facahda Noreste

1 1

49,79 10,86

49,79 10,86 Subtotal

60,65 60,65

02.05

m BANDEJA CHAPA PLEGADA ACERO GALVANIZADO REMATE SUPERIOR Bandeja de chapa plegada de acero galvanizado para cierre remate superior fachada ventilada, espesor 1 mm, desarrollo 200 mm y 2 pliegues; fijación con tornillos autotaladrantes de acero galvanizado. Incluye replanteo de las piezas, corte de las piezas, colocación, aplomado, nivelación y alineación, resolución de encuentros y de puntos singulares; i/ p.p. de limpieza final y retirada de escombros a pie de carga, transporte a vertedero y canon de vertido y con p.p.pequeño material, medios auxiliares y medidas de protección y seguridad necesarias para realizar los trabajos; con marcado CE y DdP (Declaración de prestaciones), cumplimiento del reglamento (UE), según norma EN y UNE aplicable a los materiales de la partida. Medida la longitud realmente ejecutada.

Fachada Sureste Facahda Noreste

1 1

49,79 10,86

49,79 10,86 Subtotal

60,65 60,65

31 mayo 2020

PRESUPUESTO Y MEDICIONES INSTALACIÓN FACHADA VENTILADA FOTOVOLTAICA CÓDIGO

RESUMEN

UDS LONGITUD ANCHURA ALTURA

INSTALACIONES

03.01

u FACHADA FOTOVOLTAICA CONEXIÓN RED 80 kWp Fachada solar fotovoltaica conectada a la red de 100 kW pico, para venta de electricidad. Consta de 254 paneles solares fotovoltaicos policristalinos, un inversor homologado para conexión a la red española de potencia nominal 80 kW y máxima de 88 kW, con búsqueda de punto de máxima potencia, salida a 380 V en trifásica. Incluso protecciones de sobretensión, sobreintensidad, fallos de aislamiento, y con desconexión automática por fallo de la red. Doble contador de entrada y salida con fusibles de protección. Totalmente conectado y funcionando. I/ p.p. de limpieza final y retirada de escombros a pie de carga, transporte a vertedero y canon de vertido y con p.p.pequeño material, medios auxiliares y medidas de protección y seguridad necesarias para realizar los trabajos; con marcado CE y DdP (Declaración de prestaciones), cumplimiento del reglamento (UE), según norma EN y UNE aplicable a los materiales de la partida. Medida la unidad instalada.

PRECIO

IMPORTE

141.981,32

TOTAL C3 ........................................................................................................................................

141.981,32

Fachada Sureste

CANTIDAD

1,00 Subtotal

1,00 1,00

GESTIÓN DE RESIDUOS

04.01

Ud TRANSPORTE DE RESIDUOS INERTES CON CONTENEDOR Transporte de mezcla sin clasificar de residuos inertes producidos en obras de construcción y/o demolición, con contenedor de 7 m³, a vertedero específico, instalación de tratamiento de residuos de construcción y demolición externa a la obra o centro de valorización o eliminación de residuos. Incluso servicio de entrega, alquiler y recogida en obra del contenedor; carga a camión del contenedor; transporte de residuos de construcción a vertedero específico, instalación de tratamiento de residuos de construcción y demolición externa a la obra o centro de valorización o eliminación de residuos; canon de vertido por entrega de residuos. Medido el número de unidades realmente transportadas según especificaciones de Proyecto.

2,00 Subtotal

2,00 2,00

31 mayo 2020

273,73

547,46

TOTAL C4 ........................................................................................................................................

547,46

SEGURIDAD Y SALUD

PRESUPUESTO Y MEDICIONES INSTALACIÓN FACHADA VENTILADA FOTOVOLTAICA CÓDIGO

RESUMEN

UDS LONGITUD ANCHURA ALTURA

05.01

ud EPI INDIVIDUALES Suministro de EPIS necesarias para realizar los trabajos necesarios contratado, esta partida refleja una aproximación de epis mas usados, aquellos que sean necesarios y no se reflejen en concreto se consideran inclidos como parte proporcional. formados por: Casco de seguridad con atalaje provisto de 6 puntos de anclaje, para uso normal y eléctrico hasta 440 V, Pantalla de seguridad para soldador de poliamida y cristal de 110 x 55 mm + casco con arnés de cabeza ajustable con rueda dentada, (amortizable en 5 usos). Gafas protectoras contra impactos, incoloras, Gafas protectoras con ventanilla móvil y cristal incoloro o coloreado, Gafas antipolvo antiempañables, panorámicas, Semi-mascarilla antipolvo un filtro, Filtro de recambio de mascarilla para polvo y humos, Mascarilla de celulosa desechable para trabajos en ambiente con polvo y humos, Protectores auditivos con arnés a la nuca, Cinturón portaherramientas, Mono de trabajo de una pieza de poliéster-algodón, Traje impermeable de trabajo, 2 piezas de PVC, Mandil de cuero para soldador, Peto reflectante de seguridad personal en colores amarillo o naranaja, Chaleco de obras con bandas reflectante, Chubasquero de lluvia impregnado exterior de PVC, capucha fija con cordón de apriete. Alta visibilidad, con tiras retroreflejantes microburbujas 3M, termoselladas, color plata, 50 mm, montaje paralelo, Par de guantes de lona reforzados. Par de guantes de nitrilo de alta resistencia. Par de guantes aislantes para protección de contacto eléctrico en tensión hasta 5.000 V., (amortizables en 3 usos). Par de botas altas de agua color negro, Par de botas de seguridad con plantilla y puntera de acero, Par de polainas para soldador, Par de rodilleras ajustables de protección ergonómica, Punto de anclaje fijo, en color, para trabajos en planos verticales, horizontales e inclinados, para anclaje a cualquier tipo de estructura mediante tacos químicos, tacos de barra de acero inoxidable o tornillería, Equipo completo para construcciones metálicas compuesto por un arnés de seguridad con amarre dorsal y pectoral doble regulación, cinturón de amarre lateral con anillas forjadas, un dispositivo anticaídas 10 m. de cable, un distanciador, incluso bolsa portaequipos. Amortizable en 5 obras, (amortizable en 4 usos), incluso certificados CE de los EPIS, con p.p. de limpieza, pequeño material, medios auxiliares y medidas de protección y seguridad necesarias para realizar los trabajos; con marcado CE y DdP (Declaración de prestaciones), cumplimiento del reglamento (UE), según norma EN y UNE aplicablea, S/R.D. 773/97 y R.D. 1407/92. Medida la unidad.

PRECIO

IMPORTE

84,29

252,87

111,60

161,54

TOTAL C5 ........................................................................................................................................

526,01

CANTIDAD

3,00 Subtotal

3,00 3,00

05.02

ud BOTIQUÍN DE URGENCIA Y REPOSICIONES Botiquín de urgencia para obra fabricado en chapa de acero, pintado al horno con tratamiento anticorrosivo y serigrafía de cruz. Color blanco, con contenidos mínimos obligatorios, colocado. in cluso dos reposicones de material de botiquín de urgencia. Medidala unidad.

1,00 Subtotal

1,00 1,00

05.03

ud PROTECCIONES COLECTIVAS Suministro y colocación de protecciones colectivas, formada por barandilla de protección de perímetros de forjados en la fase de ejecución de la planta, compuesta por guardacuerpos metálicos cada 2 m., fijados por soporte transversal o perpendicular, pasadores elásticos (amortizale en 10 usos), tres tablones de 15x5 cm. (amortizable en 3 usos), para aberturas corridas. Cubrición de huecos horizontales con mallazo electrosoldado de 15x15 cm. D=5 mm., para protección fijado con conectores al zuncho del hueco y pasante sobre las tabicas y empotrado un metro a cada lado en la capa de compresión por cada lado, incluso cinta de señalización a 0,90 m. de altura fijada con pies derechos. Incluso incluso colocación y desmontaje. s/R.D. 486/97; c p.p. de limpieza, pequeño material, medios auxiliares y medidas de protección y seguridad necesarias para realizar los trabajos; con marcado CE y DdP (Declaración de prestaciones), cumplimiento del reglamento (UE), según norma EN y UNE aplicablea, s/R.D. 486/97. Medida la unidad. 1

1,00 Subtotal

1,00 1,00

TOTAL.............................................................................................................................................................

31 mayo 2020

260.159,48

ESTUDIO DE MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO EN EDIFICIOS

TRABAJO DE FIN DE GRADO

ANEXO IV – FICHAS TÉCNICAS

110

ESTUDIO DE MEDIDAS DE AHORRO ENERGÃ&#x2030;TICO EN EDIFICIOS

TRABAJO DE FIN DE GRADO

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TRABAJO DE FIN DE GRADO

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