Eficiencia energética by Damián Moreira

Da mi á nMor e i r aFe r ná nde z . Tr a ba j odei nve s t i ga c i ón,ba j ol at ut e l adeCr i s t i naFe r ná nde z . Re a l i z a dodur a nt ee lúl t i moc ur s odeba c hi l l e r a t oe n2013.

ÍNDICE 1 INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................ 5 2 EFICIENCIA ENERGÉTICA ............................................................................................................ 7 2.1 CONSUMO ENERGÉTICO ...................................................................................................... 7 2.2 SECTOR RESIDENCIAL .......................................................................................................... 8 2.3 IMPACTO MEDIOAMBIENTAL .............................................................................................. 9 3 ENERGÍAS RENOVABLES ............................................................................................................ 10 3.1 ENERGÍA SOLAR ................................................................................................................. 11 3.2 ENERGÍA EÓLICA ............................................................................................................... 14 3.3 ENERGÍA GEOTÉRMICA ..................................................................................................... 15 3.4 BIOMASA ............................................................................................................................. 16 4 MÉTODOS DE OBTENCIÓN DE LA EFICIENCIA ENERGÉTICA ................................................... 18 4.1 MÉTODOS PASIVOS............................................................................................................. 19 4.2 MÉTODOS ACTIVOS ............................................................................................................ 20 4.2.1

DOMÓTICA .................................................................................................................. 20

5 FUNDAMENTOS BÁSICOS DE LA ARQUITECTURA SOSTENIBLE ................................................. 28 5.1 UBICACIÓN ......................................................................................................................... 28 5.2 CLIMATOLOGÍA.................................................................................................................. 28 5.3 ORIENTACIÓN DE LA VIVIENDA......................................................................................... 29 5.4 DISEÑO ................................................................................................................................ 30 5.5 DISTRIBUCIÓN .................................................................................................................... 31 5.6 MATERIALES ...................................................................................................................... 31 6 AHORRO ENERGÉTICO POR SECTORES..................................................................................... 33 6.1 CALEFACCIÓN .................................................................................................................... 33 6.1.1

CAPTACIÓN SOLAR ..................................................................................................... 34

6.1.2

AISLAMIENTO TÉRMICO ............................................................................................ 36

6.1.3

PROTECCIÓN DE LA RADIACIÓN SOLAR .................................................................... 38

6.2 AIRE ACONDICIONADO ...................................................................................................... 39 6.2.1

VENTILACIÓN ............................................................................................................. 39

6.3 ILUMINACIÓN ..................................................................................................................... 40 6.3.1

APROVECHAMIENTO DE LA ILUMINACIÓN NATURAL .............................................. 41

6.4 ELECTRODOMÉSTICOS ...................................................................................................... 41 6.4.1

ELECTRODOMÉSTICOS DE BAJO CONSUMO .............................................................. 42

6.5 AGUA CALIENTE ................................................................................................................. 43 7 COMPARACIÓN ENTRE LOS DIFERENTES MÉTODOS ................................................................ 44 8 CONSTRUCCIÓN DE UNA VIVIENDA SOSTENIBLE ..................................................................... 45 8.1 CREACIÓN DE LA MAQUETA .............................................................................................. 49 8.2 EL PLAN 22@ ...................................................................................................................... 50 9 CONCLUSIÓN .............................................................................................................................. 51 10 BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................................ 52 11 ANEXO ........................................................................................................................................ 54 11.1 ENTREVISTA ....................................................................................................................... 54 11.2 PLANOS DE LA VIVIENDA ................................................................................................... 55

“La ciencia está constituida con hechos, igual que una casa con piedras. Pero una colección de hechos no es ciencia, como un montón de piedras no es una casa.” H. POINCARE.

INTRODUCCIÓN

Actualmente nuestro planeta está sufriendo un cambio climático debido a un impacto ambiental elevado. Este problema es causado por el uso no razonable de las fuentes de energía y de los recursos naturales. Cabe destacar que el calentamiento global se debe a la gran cantidad de gases de efecto invernadero que se despiden a la atmósfera. El dióxido de carbono, el óxido nitroso y el metano son un ejemplo. Para la construcción de viviendas son necesarios materiales y energía además de la mano de obra. Los primeros dos influyen de manera directa e indirecta en la aportación de gases de efecto invernadero, la cual debe ser evitada. En este trabajo se intentará responder a las siguientes incógnitas: • ¿La construcción de viviendas supone una amenaza para el medio ambiente? • ¿La eficiencia energética de un hogar influye realmente en la contaminación del planeta? • ¿De qué manera se puede contrarrestar dicho efecto? Mediante estas tres preguntas se pretende: • Dar a conocer la situación actual del medio ambiente. • Resaltar la importancia de la eficiencia energética en un hogar. • Buscar el desarrollo sostenible, manteniendo el confort y la calidad de vida, evitando el derroche energético. • Diferenciar y comparar los diferentes métodos utilizados. El trabajo se estructura en diferentes apartados. Primeramente se advertirá de lo que implica un mal uso de las fuentes de energía. En segundo lugar se explicarán las diferentes clases de energías renovables, habitualmente empleadas en viviendas sostenibles. Seguidamente se distinguirán los diferentes métodos por los cuales se obtendrá un hogar energéticamente eficiente. Por otra parte, se detallará cómo gestionar la energía de un hogar para no malgastarla, mediante la domótica. En el sexto apartado se explicará cómo ahorrar energía en cada sector residencial (calefacción, aire acondicionado, iluminación, electrodomésticos y agua caliente) y se hará una comparación entre los diferentes métodos.

A continuación se realizará una maqueta por ordenador, donde serán aplicados la mayor parte de aspectos descritos anteriormente, construyendo una vivienda totalmente respetuosa con el medio ambiente. Finalmente se redactarán las conclusiones extraídas de todo el trabajo realizado respondiendo a las preguntas anteriormente planteadas.

EFICIENCIA ENERGÉTICA

2.1 CONSUMO ENERGÉTICO La energía es un elemento principal, principal tanto para el desarrollo económico como para el social. El consumo de esta energía va en aumento, sobre todo por el crecimiento económico y por la actual predisposición a satisfacer un mayor número de necesidades. En las últimas décadas el consumo de energías primarias en España ha crecido, se podría decir que casi ha triplicado. El consumo en el año 1980 fue de 58 millones de tep (toneladas equivalentes de petróleo) mientras que en el 2010 el consumo se extendió hasta los 132 millones de tep. La producción de estas energías energí proviene de diversas fuentes.. Las más utilizadas son s las convencionales, siendo éstas no precisamente respetuosas con el medio ambiente. Por este motivo, en la actualidad, se han potenciado mucho las energías renovables, renovables las cuales es contaminan notoriamente menos. La mayor parte de la energía generada en España proviene del gas natural, con un 34%. La energía nuclear le sigue sig de

Gas Natural 26%

34%

muy cerca con un 26%, mientras m que el petróleo, el carbón y las renovables son

Carbón Renovables

13%

las menos utilizadas. zadas. Cabe destacar que

16%

11%

Petróleo Nuclear

dentro de las energías renovables, renovables la eólica es la que más energía genera,

Fig. 1 - Generación eléctrica en España.

siendo la más eficaz. Si dividimos mos esta energía según su destino,, vemos que la mayor parte se utiliza para el transporte, el 39%. El 31% se distribuye a lass industrias. Al sector

39% 15%

Industria Residencial

residencial le corresponde el 15%. Y la menor parte es consumida por servicios y

Transporte

Servicios 31% Agricultura

por la agricultura. Fig. 2 - Distribución de energía final consumida, por sectores (2010).

2.2 SECTOR RESIDENCIAL Si nos fijamos en la distribución de la energía final consumida podemos observar como en España el sector residencial dencial ocupa el tercer lugar. Este Este sector consume el 15% de la totalidad, alejándose bastante astante del consumo del transporte y de la industria, a diferencia de la mayor parte de Europa donde estos tres sectores están más igualados. Una de las razones de esta sta gran diferencia entre sectores es el clima , el cual condiciona el consumo de energía en los os hogares, haciendo que los países más fríos fríos consuman más en calefacción. En los últimos ltimos años el consumo residencial resi ha crecido notablemente debido a la mejora del d nivel de vida y a la necesidad de conseguir un mejor confort. También el número nú de viviendas ha aumentado, debiéndose esto no sólo só al crecimiento recimiento de la población, sino también a la reducción del número de miembros por hogar. Sin embargo, go, la reducción del tamaño familiar,, actualmente, no influye en el consumo medio de energía por hogar. El consumo de energía en el sector residencial resi depende del clima, del número n creciente de hogares, además de las características de los edificios, de la la iluminación que dispongan y del el rendimiento de las instalaciones térmicas. Aproximadamente laa distribución del consumo energético

en un hogar

español es la que podemos ver en la

Calefacción 23%

Aire acondicionado

gráfica. La mayor parte de la energía que se consume está destinada para la calefacción, ción, consumiendo un 47%. Un 28% de la energía rgía se utiliza

47% Iluminación 18% Electrodomésticos

10% 2%

Agua caliente

para calentar agua, mientras que en electrodomésticos un 18% % y en aire acondicionado tan solo un 2%. 2

Fig. 3 - Distribución del consumo energético en una vivienda.

En cuanto a las fuentes de energía utilizadas, la electricidad electricidad es la más consumida en la actualidad y se prevee que seguirá aumentando. El gas natural es el segundo más utilizado.

En los edificios conviene integrar los aspectos energéticos y medioambientales durante su diseño y construcción, ya que de esta manera condicionaremos el consumo energético durante muchas décadas.

2.3 IMPACTO MEDIOAMBIENTAL Para la construcción de un edificio se necesitan una gran serie de recursos. Para comenzar, este sector consume un elevado porcentaje de materias primas. Por otra parte, para la construcción de un edificio es necesaria una gran cantidad de energía, proveniente la mayor parte de fuentes no renovables. Además, la industria de la construcción y de la demolición forman parte del sector que más volumen de residuos genera, influyendo directamente en el medio ambiente. La edificación es la responsable de casi el 40% de las emisiones de CO2 del país, contribuyendo al calentamiento global o efecto invernadero provocado por este gas. Y es que también contamina las aguas, el suelo y el aire, alterando el entorno y la salud de los seres vivos que lo rodean. Por otro lugar, la industria de la construcción destruye gran parte de las zonas verdes, sustituyéndolas por enormes edificios, áreas residenciales, etc. También se ha de tener en cuenta la contaminación visual que genera un edificio en determinado paisaje. Después del gran consumo generado por la construcción, un edificio sigue consumiendo energía para satisfacer las necesidades de sus integrantes. Esto genera un constante consumo de energía, como se vió anteriormente el 15% de la energía producida está destinada al sector residencial. Para reducir este impacto medioambiental, es necesario conseguir una buena eficiencia energética en nuestro hogar. Actualmente es un tema muy importante y es por eso que el uso racional de la energía es una de las prioridades del Plan de Acción para el Medio Ambiente. Este propósito fue puesto en marcha en el año 2001 por la Unión Europea y aún sigue vigente. Para lograr este objetivo se ha de fomentar el ahorro energético a través de medidas activas, como puede ser la domótica u otros mecanismos, y a través de medidas pasivas, como la arquitectura bioclimática, ecológica, entre otras. También es primordial promover el uso de fuentes de energía renovables en el hogar. De esta manera dependeremos menos de fuentes de energía externas, contribuyendo al medio ambiente.

ENERGÍAS RENOVABLES

La energía renovable es aquella energía extraída de fuentes naturales. Su característica principal es su gran disposición. Son energías inagotables, ya sea por su capacidad de renovarse de manera continuada o por la elevada cantidad de energía que contienen. Las energías renovables son la solar, eólica, geotérmica, biomasa, hidroeléctrica, mareomotriz, undimotriz y los biocombustibles. En este tema solo trataremos las primeras cuarto, las cuales son las únicas utilizadas en el sector residencial para obtener energía. Como describimos anteriormente, el 16% de la energía generada en España proviene de energías renovables. El interés creciente por estas energías viene determinado por dos factores presentes en los Planos Energéticos Nacionales (PEN) de la mayoría de los países desarrollados: • Disminuir la dependencia de los combustibles fósiles en la producción de energía primaria. • Reducir los impactos sobre el medio natural que comporta la producción de energía primaria. El Plano de la Energía de Cataluña 2006-2015 pone como objetivo multiplicar por cuatro el consumo de energías renovables, pasando de los 829,7 ktep consumidos en 2003 a los 2.949 que se propone para el 2015.

Beneficios de la utilización de energías renovables: • Reducción de las emisiones de dióxido de carbono a la atmósfera. • Diversificación de las fuentes de energía y reducción de las importaciones energéticas. • Protección del entorno natural. Concientización social y acciones efectivas. • Electrificación de núcleos aislados y disponibilidad de fuentes de energía en el medio rural. • Apoyo a centros de investigación, laboratorios y centros universitarios, con los beneficios derivados • Creación de puestos de trabajo y de nuevos ámbitos de actividad económica.

3.1 ENERGÍA SOLAR El Sol es la principal fuente de energía que recibe la Tierra. Se encuentra a una distancia aproximada ximada de 150 millones de kilómetros de nuestro planeta. Su diámetro ronda a los 1.400.000 km y su masa es 334.000 veces superior a la de la Tierra. El Sol está compuesto por helio, hidrógeno hidrógeno y carbono. En su núcleo se producen continuamente reacciones nucleares n de fusión; dos átomos de hidrógeno geno se fusionan para conseguir un átomo de helio. Este proceso despide una gran cantidad de energía. energía Se calcula que por segundo se convierten en energía 4 millones de toneladas de masa. Esta gran cantidad de energía se transmite al exterior en forma de radiación, de la cual solo una pequeña parte recibe el planeta Tierra. La atmósfera terrestre evita el paso de radiaciones nocivas, reflejándolas hacia el exterior. Se calcula que la cara iluminada de la Tierra recibe unos 700 - 1.000 W/m2. De esta radiación el 57% corresponde a la radiación infrarroja (genera energía térmica), el 40% a la radiación visible y un 3% a la radiación ultravioleta.

Fig. 4 - Energía recibida por el Sol en la superficie.

La radiación solar no siempre nos llega de la misma manera, puede que la recibamos re de forma directa (radiación directa) o que después de reflejarse con moléculas en la atmósfera nos llegue de forma dispersa (radiación difusa). La vida del Sol se calcula que se prolongará unos 5.000 millones de años más, esto hace que sea unaa fuente de energía inacabable, además de ser limpia y gratuita. Actualmente es una de las energías renovables más utilizadas, pero tienen algunos inconvenientes. Los os principales son: • La radiación llega de forma dispersa e irregular a la superficie terrestre. • Se ha de transformar al instante en energía térmica o eléctrica, debido a que no es posible almacenarla. • Para generar mucha energía necesitamos una gran superficie de captación, pues como máximo genera 1kW/m2. • Se necesita una inversión inicial elevada. Los sistemas de captación todavía son caros.

Hay dos formas diferentes de aprovechar la energía solar: Energía solar térmica: este ste procedimiento consiste en la transformación de la radiación solar en energía térmica. Las as aplicaciones aplica más frecuentes son la obtención de agua caliente sanitaria (ACS) y la calefacción del hogar. Esta transformación se obtiene gracias a los captadores planos o colectores. Estos artefactos son los encargados de recibir y transferir la energía recibida recibida de la radiación solar a los fluidos que pasan por su interior, comúnmente comú agua. Suelen colocarse en las cubiertas cubi y orientados hacia el sur; de esta manera logran estar el máximo de horas posibles expuestos directamente al Sol. Una bomba a presión impulsa el agua por las tuberías hasta el colector. Una vez allí su temperatura aumenta, según el colector puede alcanzar hasta los 60ºC. El agua caliente es transportada a un depósito de almacenaje térmico,

desde donde es

distribuida por las cañerías erías para satisfacer las necesidades del hogar. Fig. 5 - Funcionamiento de un colector solar térmico.

Un colector consta de cuatro elementos principales: • La cubierta transparente, habitualmente de vidrio. Permite el paso de la radiación al interior del colector pero ofrece una resistencia al salir, ayudando a reducir las pérdidas, además demás de proteger la placa absorbente del interior. • La placa absorbente: se encuentra debajo de la cubierta y es la encargada de absorber la radiación solar y transferirla al fluido en forma de calor. En ella pasan los tubos por donde circulan los fluidos.

Fig. 6 - Partes de un colector.

• El aislamiento térmico: reduce las pérdidas de calor a través de las paredes y el fondo. Suelen estar hechos de lana o vidrio. • La caja contenedora: aloja y protege a los elementos descritos anteriormente. El material más utilizado ado es el acero, dando así rigidez a la estructura.

Energía solar fotovoltaica: otra forma de aprovechar la radiación solar es la conversión fotovoltaica. Consiste en transformar directamente la radiación emitida por el Sol, en energía eléctrica.. Los captadores con células solares o fotovoltaicas hacen posible esta transformación. Las células fotovoltaicas disponen de una lámina de un material semiconductor, habitualmente el silicio, que tiene la propiedad de producir electricidad cuando le inciden en los fotones de las radiaciones. A este proceso se le llama efecto fotovoltaico. Unos de los inconvenientes de las células fotovoltaicas es su bajo rendimiento, que oscila entre el 15% y el 20% en las mejores condiciones. La tensión producida suele estar est entre los 0,58 V, una tensión baja para el uso doméstico. dom stico. Para solucionarlo se conectan diferentes células en serie para conseguir una tensión más elevada. Generalmente se suelen conectar 36 células en serie, produciendo una tensión máxima de 18 V. También Tamb se pueden colocar en paralelo, según la tensión o intensidad que se quiera conseguir. Otro inconveniente es su elevado coste. co Actualmente se han construido con materiales más económicos, como el silicio amorfo, pero se obtiene un rendimiento de conversión convers inferior. Como los colectores térmicos, las placas solares se colocan orientadas al sur. Una vez instaladas, su mantenimiento es mínimo, mínimo, mucho menor que los térmicos. La inversión inicial necesaria para colocar estos paneles es más elevada que la de los l otros, pero realmente son preferibles éstos, é ya que el dinero invertido se recupera rápidamente y en algunos casos podría dar ganancias si sobrase energía. Las

células

también

fotovoltaicas

pueden

ser

una

buena solución en casos donde

vivienda

est está

aislada de la red eléctrica, como puedenn ser las casas de campo, en la montaña, etc. En

estas

arquitectura sería

situaciones

autosuficiente opción

ideal,

abasteciéndose a sí misma. L

Fig. 7 - Casa dotada de paneles solares fotovoltaicos.

3.2 ENERGÍA EÓLICA Obtenemos energía eólica gracias al aprovechamiento aprovechamiento energético de la fuerza del viento. El viento es un efecto derivado del calentamiento desigual de la superficie de la Tierra por el Sol. Además influyen otros factores como la rotación del planeta, las estaciones del año o las condiciones atmosféricas. atmosféri Para el aprovechamiento de la energía eólica se utilizan aeroturbinas, o como también se las conoce, molinos de viento. El funcionamiento de una aeroturbina consiste en obtener parte de la energía cinética del viento para transformarla en energía útil ú (eléctrica). Este proceso de transformación es posible gracias al rotor, que junto a las palas del molino hacen girar un eje. Este movimiento de rotación hace que el generador produzca electricidad. Para mejorar el rendimiento, los molinos incorporan un sistema de orientación, que los

Fig. 8 - Partes de una aeroturbina. aeroturb

pone cara al viento, para aprovechar al máximo la energía cinética de éste. Cuando la energía recibida es muy alta, la aeroturbina utiliza un regulador que permite modificar la velocidad de las palas o frenarla, evitando así, su mal funcionamiento. En la actualidad, la energía eólica es una de las más eficaces. Su rendimiento es bueno, ronda por el 50%.. Además, respeta al medio ambiente. Esta sta energía renovable es muy utilizadaa en países del norte de Europa como Alemania, Holanda, Dinamarca, etc. España también ha apostado en este recurso, convirtiéndose en el segundo gran productor de Europa, después de Alemania, y cuarto del mundo, después de China y Estados Unidos.

Fig. 9 - Parque eólico.

3.3 ENERGÍA GEOTÉRMICA La energía geotérmica es una energía renovable y respetuosa con el medio ambiente. Se utiliza para climatizar viviendas o producir agua caliente sanitaria de forma ecológica. En grandes medidas también se puede utilizar para la producción de energía eléctrica. Esta energía proviene del interior de la Tierra, de la cual mediante unos mecanismos aprovechamos para transformarla en energía útil. En el interior de la Tierra, cuanto más larga sea la distancia a la superficie, más altas son las temperaturas. Aproximadamente (según la zona), la temperatura aumenta unos 3 ºC cada 100 metros de profundidad. Este cambio de temperatura no es continuo, debido a las diferentes capas internas de la Tierra, con diferentes densidades, componentes, etc. Se calcula que en el interior del planeta la temperatura ronda entre los 6.000 ºC. El calor se transmite hasta la superficie de la Tierra, pero la baja conducción que presenta el interior del planeta no permite transmitirla totalmente, almacenando parte de la temperatura en su interior. Se calcula que se transmite a la superficie una energía de 4·1013 W por año, una cifra bastante importante. Normalmente, a una profundidad de entre 1.000 y 2.000 metros, se encuentran temperaturas desde 40 a 80 ºC. Otro caso es cuando nos hallamos en anomalías geotérmicas, donde la temperatura es rotundamente más elevada, entre 200 a 400 ºC. Según la temperatura obtenida, se pueden hacer tres clasificaciones: • Energía alta: la temperatura supera los 150 ºC. Genera energía eléctrica. • Energía media: la temperatura ronda entre los 90 y 150 ºC. Genera energía eléctrica. • Energía baja: la temperatura es inferior que 90 ºC. Se utiliza para climatización.

Los hogares dotados de energía geotérmica obtienen un nivel de energía bajo, lo suficiente para climatizar un hogar, pero no para generar electricidad ya que se necesitarían unas instalaciones más complejas, con tuberías que alcancen profundidades superiores, consiguiendo temperaturas más altas. Estas instalaciones para generar electricidad aumentarían mucho el precio, y son muy difíciles de instalar en una vivienda. L

Para aprovechar la energía del interior de la Tierra lo que se hace es intercambiar el calor mediante unas tuberías que conectan la vivienda con el subsuelo. bsuelo. Por estas tuberías circula agua y en muchos casos suele tener glicol, un compuesto químico que evita la congelación de ésta. El agua hace de transportador de energía. A medida que este fluido recorre las tuberías uberías enterradas

intercambia

calo calor

con el subsuelo por conducción. Si lo que se quiere es elevar la temperatura, el agua pasará por las tuberías más profundas. Este sistema también puede funcionar a la inversa, en

Fig. 10 - Aplicación de la energía geotérmica.

verano el agua caliente del interior interior es transportada al exterior por unas tuberías con una mínima profundidad, provocando que el agua se enfríe, de de este modo se refrigera la vivienda. Además de climatización, se puede calentar el agua para su uso sanitario, o aumentar la temperatura de piscinas, etc. En países como Islandia este ste tipo de energía es muy utilizada, casi el 90% de las casas disponen de un sistema de climatización geotérmico.

3.4 BIOMASA La biomasa es la utilización de la materia orgánica, ya sea vegetal o animal, obtenida de forma natural o procedente de transformaciones transformaciones artificiales, como fuente de energía. También se considera biomasa la materia orgánica de las aguas residuales o la contenida en los residuos sólidos urbanos (RSU). El aprovechamiento de la biomasa se obtiene mediante la combustión de la materia orgánica. Al ser quemada, ésta despide un gas, el cual es utilizado para hacer funcionar una turbina que generará energía eléctrica. En otros casos (habitualmente en hogares) se puede utilizar para calentar directamente el agua de un sistema de calefacción, calefacción, agua sanitaria, etc.

A partir de transformaciones de la biomasa se pueden conseguir biocombustibles, como por ejemplo el biodiesel o el bioalcohol. Son utilizados como combustibles de motores mot de combustión interna. Sustituye stituye a los combustibles combustible de origen en fósil y son mucho menos contaminantes.

Fig. 11 - Fuentes de energía de la biomasa.

Ventajas • Emite CO2 de forma neutra, es decir, no altera el balance de este gas en la atmósfera atm ya que emite la misma cantidad de CO2 que habían consumido las plantas para su crecimiento. • Algunos biocombustibles no emiten contaminantes nitrogenados o sulfurados, ni partículas sólidas. • La biomasa es más barata que los combustibles fósiles. Fig. 12 - Ciclo del CO2.

Desventajas • La incineración puede producir sustancias tóxicas por lo que se deben emplear filtros y realizar la combustión a temperaturas superiores de 900 ºC. • Los biocombustibles tienen un menor rendimiento que los fósiles.

MÉTODOS DE OBTENCIÓN OBTENC DE LA EFICIENCIA ENERGÉTICA

Los arquitectos dan distintas respuestas a los problemas planteados por las emisiones de carbono,, el consumo de energía y el cambio climático. Fruto de esta sensibilidad es la arquitectura sostenible, que además de buscar las técnicas y los materiales adecuados, se inspira en conceptos básicos igual de importantes, como la orientación correcta correc de los edificios y la sensibilidad por el lugar, para crear edificios que, sin dejar de ser acogedores para sus habitantes, tengan un impacto mínimo en el paisaje y los recursos del planeta. Las principales características u objetivos son: • Tener en cuenta nta la ubicación, las condiciones climáticas y otros aspectos del entorno donde se construye. • Interesarse en obtener el mayor rendimiento con el menor impacto. • Utilizar materiales con bajo impacto medioambiental. • Reducir el consumo de energía para iluminación, iluminación, calefacción, agua caliente, entre otros equipamientos. • Cubrir el resto de la demanda energética mediante fuentes de energía renovables. A partir de la arquitectura sostenible se han diferenciado otras técnicas con algunos aspectos diferentes: rentes: arquitectura ecológica, bioclimática, solar pasiva, solar activa, autosuficiente y la domótica. Estas ramas de la arquitectura sostenible se clasifican en dos grupos según las técnicas utilizadas para conseguir una buena eficiencia energética. Los dos grupos se distinguen entre los que emplean métodos pasivos y los que emplean métodos activos. Los métodos pasivos son los que mediante el diseño, los materiales y las técnicas de construcción, aprovechan los recursos del entorno para reducir reduci el consumo de la vivienda. Mientras que los métodos activos utilizan sistemas o mecanismos para obtener o gestionar la energía.

métodos pasivos

Arquitectura ecológica

Arquitectura bioclimática

Arquitectura solar pasiva

métodos activos

Arquitectura solar activa

Arquitectura autosuficiente

Domótica

Arquitectura sostenible

Fig. 13 – Métodos de obtención de la eficiencia energética.

4.1 MÉTODOS PASIVOS Arquitectura ecológica: esta arquitectura es la que más se asemeja a la sostenible. En muchos casos se confunden o utilizan como sinónimos debido a sus escasas diferencias. La arquitectura ecológica se preocupa principalmente por el impacto ambiental que implicará la construcción de una vivienda en un determinado entorno. También le da mucha importancia a los materiales, que muchas veces son reciclados. Se basa en el diseño y en las técnicas de construcción para reducir lo mayor posible el consumo energético.

Arquitectura bioclimática: su prioridad es aprovechar al máximo los recursos energéticos del entorno. Lo hace siempre sin utilizar sistemas mecánicos o activos. Mediante el diseño y los materiales pretende adaptarse y sacar partido al clima, relieve, vegetación exterior, etc. con la finalidad de lograr un buen confort térmico en el interior del hogar.

Arquitectura solar pasiva: se refiere a la construcción de una vivienda con un diseño adecuado para aprovechar la energía desprendida por el Sol. Su objetivo es mantener una temperatura agradable dentro de una casa, indiferentemente de la estación del año. Para la captación de la energía solar no se utiliza ningún tipo de sistema mecánico, por lo que no se necesita ninguna clase de mantenimiento. Simplemente se abastece de la captación de energía solar de manera pasiva, de aquí su nombre.

La captación solar es la característica principal de la arquitectura solar pasiva pero no es la única que la adopta. Éste es un método muy eficiente que resulta muy útil por lo que es utilizado por la mayor parte de arquitecturas, convirtiéndose en algo casi impresindible para la arquitectura sostenible.

4.2 MÉTODOS ACTIVOS Arquitectura solar activa: hace uso de sistemas mecánicos para transformar la energía solar en energía útil para satisfacer las necesidades de la vivienda. Este sistema se utiliza para calentar agua, para la calefacción y otras funciones. También, mediante distintos mecanismos es capaz de almacenar parte del calor para transmitirlo en un futuro. La obtención de energía es posible gracias a equipamientos activos, como por ejemplo, los colectores o los paneles fotovoltaicos. Este último es capaz de generar energía eléctrica directamente. La arquitectura solar activa está directamente relacionada con la arquitectura autosuficiente, la cual se basa en estas técnicas. Arquitectura autosuficiente: es aquella que se abastece por sí misma, es decir, genera su propia energía. No pretende estar conectada a la red de subministro central de electricidad, agua y gas, sino que utiliza la que en la vivienda se genera mediante sistemas activos. De esta manera se emplean únicamente energías renovables como la energía solar, eólica, la biomasa o la geotérmica. Por otra parte, también se aprovechan las aguas de las lluvias para subministrarla al hogar.

4.2.1 DOMÓTICA La domótica es otro método activo, pero bastante diferenciado de la arquitectura sostenible, por eso se explicará en un apartado diferente para poder entender su funcionamiento. El nombre de domótica fue puesto por los franceses, quienes la definieron como la tecnología en la que existen agrupaciones automatizadas de equipos que disponen de la capacidad de comunicarse interactivamente entre ellas. Su nombre procede de doméstica e informática, formado por la unión de domus y tica, la primera proveniente del latín y la segunda del griego. El término domótica hace referencia exclusivamente al uso residencial dejando aparte los edificios comerciales, hospitales, oficinas, etc. Mediante la domótica se puede gestionar fácilmente una casa, lo que simplifica el trabajo a la hora de lograr una buena eficiencia energética.

4.2.1.1

APLICACIONES

La domótica, como cualquier otro campo relacionado

con

las

tecnologías

comunicación o informática, evoluciona muy rápidamente. Por este motivo es que la domótica no tiene aplicaciones ones permanentes, sino que se van ampliando. La diversidad de funciones que puede cumplir la domótica actualmente es inmensa. Esto se debe a la gran demanda, exigencias y necesidades del usuario. La domótica, según su función, suele estar dividida en cuatro cuatr ámbitos de

Fig. 14 - Casa dotada de un sistema si domótico.

aplicación: seguridad, ahorro energético, energético confort y comunicaciones.

SEGURIDAD Alarma de fuga de agua: para lograr un buen resultado los sensores se colocan en lugares estratégicos. Estos detectan la inundación y envían una señal de alarma, que q normalmente cerrará la instalación de distribución de agua mediante una electroválvula. Alarma de fuga de gas: mediante unos sensores se detecta la fuga y se envía una señal para cerrar la llave de paso de la instalación mediante una electroválvula. Alarma de viento: detecta ta la velocidad del viento, si éste éste supera el límite establecido envía señales, por ejemplo, para cerrar un toldo o ventanas. Sistema anti-intrusión: Protege la vivienda activándose cuando se detecta una intrusión, a través de un detector or de presencia o de rotura o apertura de ventanas o puertas. Cierre centralizado: efectúa de modo automático las operaciones que se realizan al cerrar la vivienda (puertas, gas, agua, iluminación, calefacción, etc.). Apertura centralizada: realiza automáticamente automáticamente las operaciones de apertura del hogar, activando el gas, agua, iluminación, etc. Simulación de presencia: automatiza una serie de acciones para simular la presencia de personas dentro de la casa y prevenir la entrada de intrusos.

AHORRO ENERGÉTICO Gestión de la climatización multizona: gestiona la temperatura independientemente según cada ambiente y estancia de la vivienda. Activación automática de la iluminación: enciende y apaga el alumbrado en función de la presencia o ausencia de personas. Regulador de luz: regula la intensidad de luz según la luz ambiental. Desactivación de la climatización por ventana abierta: desactiva la calefacción o el aire acondicionado en cada habitación cuando se detecta la apertura de ventanas y puertas, para no malgastar energía. Calefacción en modo ahorro en ausencia de personas: automatiza el funcionamiento de la calefacción, que se sitúa en modo ahorro en ausencia de personas, y modo confort (temperatura seleccionada) cuando se detecta presencia. Ventilación automática: automatiza el sistema de ventilación, que se puede programar o activarse en función del uso de cada ambiente. Temporización de electrodomésticos: activa los electrodomésticos en determinadas franjas horarias para beneficiarse de las tarifas eléctricas más económicas. Gestión automática de persianas, cortinas y toldos: abre y cierra persianas, toldos y cortinas en función de la temporización programada y del nivel de radiación existente, para un mejor aprovechamiento energético.

CONFORT Regulación de la iluminación con dimmer: el dimmer es capaz de variar la intensidad, permitiendo regular el nivel de iluminación en función de las necesidades de los usuarios. Control de persianas, toldos y cortinas: apertura y cierre controlado de las diversas barreras solares y supervisión de su estado. Difusión de audio y vídeo multiestancia: difusión sonora en varias habitaciones simultáneamente y control de dicho sistema.

Mando y control sin cables: instalación y uso de elementos de mando que no precisan estar conectados mediante cables a la red domótica. Temporización y gestión del riego automático: el sistema de temporización se conecta a la electroválvula de riego y permite gestionarlo automáticamente y programarlo para las horas de mayor aprovechamiento.

COMUNICACIONES Gestión remota de las alarmas mediante SMS: permite recibir información sobre anomalías de la instalación mediante SMS. Gestión remota de la climatización: ofrece la posibilidad de activar, desactivar y controlar la instalación de calefacción y aire acondicionado remotamente, mediante SMS. Gestión remota del portero automático: permite recibir las llamadas al videoportero remotamente y gestionar desde el teléfono móvil la apertura de puertas y control de accesos. Vídeo control de la vivienda mediante internet: control visual de la casa a través de internet, desde cualquier dispositivo que tenga acceso a la red.

Como se puede ver, la domótica es una técnica que no solo favorece a la eficiencia energética, aporta también cierto grado de confort, comunicación y seguridad. Estos son los motivos por los cuales muchas personas optan por este mecanismo antes que recurrir a otros sistemas pasivos, la arquitectura solar pasiva o autosuficiente. Cabe destacar que la domótica no es contradictoria al resto de arquitecturas sostenibles, sino que es complementaria. De hecho, la mejor manera de sacarle partido a esta tecnología es complementándola con sistemas que generen energía, preferiblemente renovables. Se puede apreciar que la domótica es la rama más alejada de la arquitectura sostenible, ya que ésta también se encuentra unida al ámbito electrónico, mecánico e informático. Su funcionamiento no es del todo simple, por lo que a continuación se explicará resumidamente para entenderlo mejor.

4.2.1.2

FUNCIONAMIENTO

SENSORES Lo principal en una instalación domótica es recibir señales del exterior. Los sensores son los dispositivos que traducen ciertas magnitudes físicas a una señal eléctrica, permitiendo así informar al sistema de que inicie una determinada actuación. Existen dos conjuntos de sensores: los digitales y los analógicos. Sensores digitales: emiten señales que admiten simplemente dos valores, su funcionamiento es similar a un interruptor, puede estar encendido o apagado. ap Se codifica la información mediante dígitos binarios o bits, de modo que a uno de los estados del sistema le corresponde el valor 1 y al otro el valor 0 (siguiendo el ejemplo del interruptor, el valor 1 daría la orden de encendido encendido y el valor 0 de apagado). Sensores analógicos: éstos stos envían señales que pueden ser un conjunto continuo o discontinuo de valores. Es decir, decir que aquí no hay un valor 1 y un valor 0, sino que se pueden generar más posibilidades intermedias. Por ejemplo, en un sensor de luminosidad analógico además de poder encender o apagar la luz, podemos ajustar la tensión eléctrica que recibe la lámpara para escoger una intensidad de luz intermedia.

Diferentes clases de sensores (tanto digitales como analógicos): • Sensores sores de accionamiento manual • Termostatos • Sensores magnéticos • Detectores de gas • Detectores de humo

Sensor de luminosidad

Sensor de gas

Sensor de humo

Sensor de movimiento

• Sensores de presencia y movimiento • Sensores de luminosidad • Anemómetros

Fig. 15 – Diferentes tipos de sensores. sensores

ACTUADORES Un actuador es un dispositivo de salida encargado de realizar una acción. a Reciben las señales enviadas por los sensores y actúan según su función. Los actuadores, al igual que los sensores, pueden pueden ser digitales o analógicos. Actuadores digitales: permiten la conexión y desconexión de los terminales, que pueden ser electroválvulas, válvulas, relés, etc. Actuadores analógicos: permiten regular los elementos terminales, como por ejemplo válvulas para la zonificación de la calefacción, reguladores de intensidad luminosa, etc. Diferentes tipos de actuadores (tanto digitales como analógicos): anal • Electroválvulas • Actuadores de conmutación • Actuadores de regulación o dimmer • Actuadores de persianas • Actuadores de iluminación • Actuadores de calefacción Fig. 16 – Electroválvula.

Los sensores y actuadores son la parte más visible de la domótica, pero para su correcto funcionamiento ionamiento deben de estar bien conectados y comunicados entre sí. Para obtener un buen funcionamiento se utiliza un controlador que gestiona la información recibida por los sensores para enviarla a los actuadores. Esta información es enviada por un bus (medio de transmisión que transporta información) que puede transmitirse tanto por un cableado como de forma inalámbrica. Según las necesidades y las conveniencias, el sistema domótico puede estar conectado de diferentes maneras.

TOPOLOGÍAS Los dispositivos (sensores y actuadores) de una red domótica se conectan entre sí a través de enlaces físicos, tanto sean cables o enlaces mediante radiofrecuencia. A dicha conexión se la conoce como topología de red.

Las principales topologías de red son: so Topología en estrella: Los dispositivos están todos unidos a un controlador central llamado hub. Todas las señales pasan por el hub, que es el encargado de supervisar y controlar el sistema. Topología en anillo: Los dispositivos están conectados en serie, s uniendo el último con el primero, y así, formando un circuito cerrado. Topología en bus o lineal: Todos los nodos o dispositivos están conectados a una línea llamada bus, por la cual se transmiten y reciben señales. Topología

árbol:

Los

dispositivos

están

organizados

jerárquicamente mediante acopladores. El método de conexión es una mezcla entre las topologías en bus y en estrella. Topología en malla: Cada dispositivo está conectado a los demás, formando una estructura en la cual siempre habrá habr como mínimo dos caminos posibles para cada dispositivo. Fig. 17 – Topologías.

SISTEMAS CENTRALIZADOS CENTRALIZAD Y DESCENTRALIZADOS Un sistema domótico, según su forma de organización puede ser: Centralizado: todos los dispositivos (sensores y actuadores) se conectan en un mismo punto, nto, en el controlador central (topología en estrella y en árbol). En este método los dispositivos son pasivos, solo envían la información al controlador central, que se encarga de gestionarla. Los sistemas centralizados son menos robustos pero son más propensos pro a fallos producidos por la caída del controlador central. Descentralizado: En un sistema descentralizado los dispositivos se conectan e interactúan mediante una línea (bus de datos). En este método los dispositivos son activos, tienen inteligencia propia, debido a un programa que relaciona entrada y salida. Gracias a esto pueden permitirse carecer de un controlador central.

INTERFACES DOMÓTICAS La instalación domótica debe contar con una serie de interfaces que permitan a los usuarios programar y definir los parámetros de la instalación, además de recibir la información de los dispositivos en un formato fácil de comprender. El interfaz de usuario es la interacción de las personas con los sistemas y servicios domóticos, uniendo el mundo digital con el mundo físico.

Diferentes interfaces: • Interfaces web de ordenador: permite un amplio control sobre nuestro hogar desde cualquier ordenador gracias a internet. • Web Pads y Tablet PC: son dos dispositivos con pantallas táctiles y conexión a internet. Mediante estos interfaces podremos controlar nuestra vivienda. • Pocket Pc o PDA: tienen múltiples formas de conexión tanto desde fuera como desde dentro de la casa, mediante Bluetooth, Wi-Fi, GPRS, etc. Si se dispone de internet podemos utilizarlos en cualquier sitio para controlar nuestro hogar. • Teléfono móvil: éste es idóneo gracias a su flexibilidad, nos permite muchas formas de controlar nuestro hogar. Con el móvil se puede controlar por tonos, por voz, con SMS, con MMS, con e-mails y de otras formas dependiendo del modelo. • Mandos a distancia programables multimedia: cada vez son más comunes. Su objetivo es integrar todos los mandos de nuestro hogar en un solo mando a distancia multimedia. Actualmente disponen de una pantalla táctil por la cual también se pueden controlar las instalaciones domóticas. • Televisión: es un interfaz muy práctico. Está presente en casi todas las viviendas y solo es necesaria una pequeña inversión, el conversor de la señal a la señal de televisión. • Llaves digitales y tarjetas de acceso: son dispositivos que se han utilizado mucho tiempo a nivel profesional. Las llaves digitales son un emisor digital que se acerca al lector para abrir una puerta. • Voz y gestos: todavía están pocos desarrollados, pero son interfaces muy cómodos de usar para controlar las instalaciones de nuestra vivienda mediante comandos de voz y gestos.

5 FUNDAMENTOS BÁSICOS DE LA ARQUITECTURA SOSTENIBLE 5.1 UBICACIÓN La ubicación es un aspecto principal en la arquitectura, y más cuando hablamos de arquitectura sostenible. Una vivienda puede ser construida en una ciudad, en un pueblo, en la montaña o en la costa, y en muchas otras ubicaciones. Según su localización, el diseño de la casa será diferente. Es primordial conocer el entorno, sus características, para lograr adaptar la vivienda a su ubicación, aprovechando al máximo las cualidades del medio.

5.2 CLIMATOLOGÍA La ubicación influye en el clima, y por consiguiente, en manera de relacionarse la vivienda con el entorno. El clima se define por cinco elementos: la temperatura, la humedad, la presión, los vientos y las precipitaciones. Además de éstos, hay otros cinco factores que pueden modificar el clima: la latitud, la longitud, la altura, la orientación del relieve, la distancia al mar y la dirección de los vientos. Se suelen distinguir tres tipos de climas: • Cálidos. Temperaturas a partir de los 18 ºC. • Templados. Temperatura media anual de aproximadamente 15 ºC. • Fríos. Temperaturas desde 10 ºC hacia abajo. El clima, muchas veces es un aspecto general que se necesita reducir. Cuando se habla de una zona más pequeña, se habla del microclima. Éste puede abarcar desde unos pocos metros cuadrados hasta kilómetros cuadrados. Para describir un microclima se ha de tener en cuenta la existencia de masas de agua cercanas, de bosques por el alrededor, de elevaciones montañosas y de otras viviendas. Todos estos factores son muy importantes tenerlos en cuenta para conseguir un buen rendimiento energético, sacando provecho del entorno que rodea la casa.

5.3 ORIENTACIÓN ÓN DE LA VIVIENDA La orientación de una vivienda es fundamental tenerla en cuenta a la hora de situarla. No muchos arquitectos tienen la posibilidad de estudiar la orientación de una casa antes de construirla, pero en la arquitectura sostenible es un factor muy importante que no se puede ignorar. Durante un año las radiaciones solares no llegan a la Tierra de la misma forma, esto se debe al movimiento de la Tierra. Para entenderlo mejor debemos conocer algunos de los movimientos de la Tierra que influyen influyen en cómo inciden estas radiaciones solares en nuestro planeta. El movimiento de rotación consiste en la rotación de nuestro planeta sobre su eje, pasando éste por el polo sur y el polo norte. Fig. 18 - Movimiento de rotación.

La Tierra gira hacia el este y una vuelta entera tarda 24 horas, lo que conocemos como un día. En este período, debido a la forma de la Tierra, es imposible que los rayos solares incidan sobre todo el planeta, dejando así una parte iluminada y otra oscura. De esta manera percibimos el día y la noche. El movimiento to de traslación es el que describe la Tierra alrededor del Sol. Tarda un año en hacerlo y lo hace siguiendo una órbita elíptica. Esto y otros factores, como que el Sol no esté en el centro de la elipse, hacen que el planeta no esté siempre a la misma distancia dis del Sol. De esta forma, la traslación, genera las cuatro estaciones del año.

Fig. 19 - Movimiento de traslación.

Estos dos movimientos son los que modifican la forma en que llegan los rayos solares. Según la época del año, la superficie de la Tierra recibe los rayos con una inclinación diferente. En invierno los rayos inciden con un ángulo pequeño respecto a la superficie, en cambio, en verano el ángulo es mucho más abierto, por lo cual la energía total incidente es mayor. Además las horas de sol son más extensas en verano que que en invierno.

Fig. 20

De esta manera vemos como la orientación es importante para aprovechar al máximo el sol y la sombra.. Lo recomendado es hacerlo hacia el sur para captar más energía solar en invierno. En ciertos climas donde predomina el viento, la orientación puede ayudar a mantener la vivienda bien ventilada y fresca.

5.4 DISEÑO Para ra reducir al máximo las pérdidas, pérdidas, obteniendo así una buena eficiencia térmica, debemos de reducir la superficie de contacto entre la casa y el exterior. El área de las paredes, aredes, techos, cubiertas, etc., etc. influyen directamente en las pérdidas o ganancias de energía calorífica. Normalmente el objetivo es reducir las pérdidas para mantener la vivienda aislada del exterior, para ello debemos mantener una superficie pequeña pero con el volumen deseado. Debido a esto, la mejor manera de hacerlo es haciendo nuestra casa compacta, sin patios interiores descubiertos, sin alas o formas que aumenten la superficie. Otro aspecto muy importante es la altura, una casa alta ofrece más ventilación venti que una baja. Que una casa sea alta nos favorece en verano, pero en invierno, podemos tener infiltraciones no deseadas. Para evitar las infiltraciones o los grandes vientos es importante que la casa tenga una buena aerodinámica. De esta manera, teniendo teniendo en cuenta la dirección de los vientos principales, podemos lograr disminuir las infiltraciones en invierno y aumentar la ventilación en verano.

5.5 DISTRIBUCIÓN En la arquitectura sostenible, la distribución es muy importante. Para mantener una buena eficiencia energética necesitamos distribuir bien nuestras habitaciones. Debido al movimiento solar, en la fachada sur, la incidencia de radiaciones solares será mayor que en la fachada norte. Por este motivo al sur debemos colocar las habitaciones de uso más frecuente como la sala de estar, comedor, cocina, etc. El inconveniente de las habitaciones situadas al sur es la elevada captación de radiaciones solares en verano. Para solucionar esto se aplican sistemas fijos o móviles que bloquean el paso de las radiaciones en verano. Las habitaciones que tengan que estar a menor temperatura o que necesiten calefacción ocasional como un dormitorio de huéspedes, despensas, garajes, etc., deben situarse en la parte norte de la casa, y funcionaran como separación entre la parte calefactada y el ambiente frío exterior.

5.6 MATERIALES El objetivo de la elección de materiales no es la eficiencia energética en sí, ya que ésta depende más de cómo se emplean los materiales y el diseño. En la arquitectura sostenible, para respetar el medio ambiente, se utilizan materiales que han de seguir las siguientes características: • Tener una larga duración. • No ser contaminantes. • Consumir poca energía en su ciclo de vida. • Provenir de fuentes abundantes y renovables. • Estar cerca del lugar de construcción. • Poseer un porcentaje de material reciclado. • Ser reciclables, reutilizables o biodegradables. • Tener un precio accesible. • Ser biocompatibles.

Los materiales más utilizados, según su función son: • Estructura: bloques y ladrillos de cerámica, piedra, tierra (adobe, tapial, bloques de tierra estabilizada), madera (maciza o en paneles). • Aislamiento: corcho, celulosa, fibras vegetales (madera, lino, fibra de coco, paja y algodón). • Paramento: morteros de cal, yesos naturales, arcillas y madera. • Acabados: pinturas al silicato, al agua, ceras naturales, etc. Barniz natural con base de linaza. Tanto pinturas como barnices deben ser naturales, transpirables y que no emitan gases tóxicos. • Conductos: cerámica, se evita el PVC utilizando polipropileno (PP), polibutileno (PB) y polietileno (PE).

AHORRO ENERGÉTICO POR SECTORES

Como se explica en el primer apartado, al sector residencial le corresponde un 15% de la energía total consumida en España. Ésta es una cifra que se debe reducir si se quiere cuidar al medio ambiente. Para ello se han desarrollado diferentes métodos (activos y pasivos) que ayudan a aumentar la eficiencia energética de un hogar. El consumo de éste se divide en cinco sectores: calefacción, aire acondicionado, iluminación, electrodomésticos y agua caliente. A cada uno de éstos se le aplica una estrategia diferente que será descrita a continuación. Otra manera, no de ahorrar energía pero si de producirla, es generar energía renovable en nuestro hogar. Una vez producida la domótica es primordial para gestionarla y evitar un derroche energético. Primeramente se explicarán los métodos activos para luego, debido a su complejidad, explicar los métodos pasivos en otro punto.

6.1 CALEFACCIÓN El consumo de energía en calefacción supone un 47% del consumo en un hogar. Este porcentaje puede variar dependiendo de su uso. Lo que intenta la arquitectura sostenible es reducir este consumo. En primer lugar se adoptan energías renovables capaces de generar agua caliente para aumentar la temperatura del hogar. En estos casos se recurre a la energía solar térmica, a la geotérmica y a la biomasa. Si la vivienda dispone de mecanismos eléctricos de calefacción se hará uso de la energía eólica y de la solar fotovoltaica. En cualquiera de los dos casos se produce energía, no se ahorra. Una vez que se tiene la energía es necesario tener una buena gestión de ella para no malgastarla. La domótica es la encargada de hacerlo. Enciende la calefacción según sea necesario, hasta alcanzar una temperatura confortable (entre los 24ºC) y al no detectar presencias o al abrirse las ventanas se desconecta. También interactúa con el exterior; en las horas más soleadas se abren las persianas y cortinas para dejar pasar la radiación (captación solar), o si se desea, por las noches o en invierno, pueden cerrarse y abrirse toldos automáticamente para evitar su paso y mejorar el aislamiento. Por último están los sistemas pasivos, los cuales reducen notablemente una gran cantidad del consumo (explicados a continuación).

6.1.1 CAPTACIÓN SOLAR El objetivo de la captación solar es captar la máxima cantidad de energía solar posible para así alcanzar el máximo confort térmico. La radiación solar será entonces la principal fuente de climatización en invierno. invi Su captación se realiza aprovechando el propio ropio diseño de la edificación y sin necesidad de utilizar sistemas mecánicos. mecánicos Por otra parte, el aprovechamiento de la energía solar reduce la necesidad de consumir otro tipo de energía no renovable. La captación solar funciona unciona a partir del efecto invernadero. Utiliza la radiación solar que al atravesar un vidrio, u otro material translucido, calienta enta los objetos del interior. Estos, Estos una vez calientes emiten una radiación infrarroja pero que no puede atravesar atraves el vidrio, debido a que tiene una longitud de onda mayor, por lo que queda atrapada dentro de la vivienda aumentando su temperatura.

Fig. 21 - Efecto invernadero a través de una ventana.

Los materiales calentados por la radiación solar a través del vidrio guardan el calor y lo liberan posteriormente a partir part de la inercia térmica. Laa inercia térmica es la capacidad que tiene un material para acumular o ceder el calor. Esto depende de la masa, del coeficiente de conductividad física (capacidad de conducir el calor) y del calor específico, fico, que se define como la cantidad de calor que se debe subministrar a la unidad de masa para elevar su temperatura (ya sean grados Celsius o Kelvin). Si el cuerpo al cual se le aplica calor eleva su temperatura lentamente, se dice que tiene mucha capacidad calorífica, por lo que que almacenará bastante calor y luego lo cederá lentamente. En estos procesos hay dos parámetros importantes. Uno es el rendimiento que es la capacidad de aprovechar la energía que incide en el material; material y el otro, otr no menos importante, es el retardo que se denomina denomina al tiempo que transcurre entre que la energía

es almacenada y liberada. Según las necesidades, se pueden diferenciar tres tipos de sistemas distintos:

Sistema directo: la radiación penetra directamente los vidrios incidiendo al interior del hogar. Es importante tener en cuenta la presencia de masas térmicas que acumulen calor. Es el sistema de mayor rendimiento pero con menor retardo (el calor se libera rápidamente). Sistema semidirecto: se utiliza un espacio entre el exterior y el interior (invernadero) que suele estar recubierto prácticamente todo de vidrio. Este recinto obtendrá una gran entrada de radiación por lo que alcanzará temperaturas más altas que las del exterior. Luego esta temperatura será transferida al interior mediante las paredes. paredes. Este sistema tiene un bajo rendimiento y un alto retardo. Sistema indirecto: La captación la realiza un material ubicado a pocos centímetros detrás del vidrio. Un claro ejemplo de este sistema son los muros Trombe.. Estos muros suelen estar pintados os de colores oscuros además de tener una alta capacidad calorífica. Tanto en la parte inferior como c en la superior tienen unas aberturas berturas para dejar circular el aire, que a medida que pasa entre el muro y el cristal (donde se produce el efecto invernadero) se va calentando. Además el muro acumula el calor para después cederlo al recinto, por lo que este sistema tiene un buen retardo y un aceptable rendimiento.

Fig. 22 - Funcionamiento del muro Trombe (sistema indirecto).

Para aumentar el rendimiento de la captación solar se ha de tener un buen aislamiento. De esta forma se evita que las temperaturas obtenidas durante el día se pierdan en la noche.

6.1.2 AISLAMIENTO TÉRMICO Ell aislamiento térmico es el método por el cual se intenta obstruir al máximo el paso del calor tanto del interior al exterior como a la inversa. Un edificio que está mal aislado necesita más energía para mantener la temperatura interior y se enfría más rápidamente. En invierno este método ayuda no perder calor del hogar, ya que la temperatura interna tiende a equipararse con la externa e (más baja), mientras ientras que en verano pasa lo contrario, evita que nuestra vivienda se sobrecaliente. Para evitar esta transferencia de calor se han de aislar tanto tanto las paredes como las ventanas y cubiertas y reducir los puentes térmicos. térmicos Se ha de tenerr presente que el resultado óptimo no es aquel que evita completamente las infiltraciones del exterior, sino que también es necesario que haya una ventilación, un cierto cambio de aire, sobre todo por cuestiones de higiene. Los puentes térmicos son aquellos aqu puntos de la casa que tienen un aislamiento claramente inferior al resto, como por ejemplo las ventanas, puertas y sus marcos, los cuales deben de estar hechos con materiales aislantes para reducir las pérdidas. La madera es el material más utilizado en estos casos. Por otro lado, las as ventanas de una sola hoja de vidrio son un aislante muy malo,

aún

cerrando

las

cortinas.

Fig. 23 - Imagen termográfica donde se aprecian los puentes térmicos.

Por este motivo se utilizan las ventanas de doble hoja que dificultan más la transferencia de calor, además de que también aíslan mejor acústicamente. No obstante, durante las épocas frías resulta útil dejar pasar el calor durante el día y aislar por la noche. En estos casos se utilizan sistemas de aislamiento móviles como pueden ser las persianas, cortinas, etc. Para aislar en suelos o paredes es necesario recubrirlos recubrirlos de materiales muy aislantes como: la espuma de poliuretano, corcho aglomerado, poliestireno expandido, fibras vegetales o minerales. La mejor manera de hacerlo es colocar el aislamiento por la parte externa, e recubriendo briendo las paredes y en el caso de los suelos se suelen colocar suelos flotantes. flotantes

Donde también es muy importante aislar es en las cubiertas. Estas zonas reciben la mayor parte de las agresiones externas por lo que también necesitarán ser impermeables para par evitar humedades. Las principales soluciones adoptadas por la arquitectura sostenible en estos casos son:

Cubierta invertida: la cubierta está protegida con una lámina impermeabilizante y encima con un aislante térmico. Esta ordenación de las capas es la inversa que la tradicional, de aquí su nombre. En muchas ocasiones se suele acabar con una última capa de rocas (grava) para mejorar el aislamiento. Fig. 24 - Capas de una cubierta invertida.

Cubierta ajardinada: sobre el aislante se coloca una capa de tierra vegetal, sobre la cual crece vegetación. etación. La tierra en sí funciona también como aislante térmico, por otra parte retiene el agua, evitando humedades en la superficie de la cubierta y además reduce notablemente el impacto visual. Fig. 25 - Capas de una cubierta ajardinada.

Cubierta ventilada: se utiliza generalmente en cubiertas cubiertas inclinadas. Está E constituida por dos partes separadas mediante una cámara de aire ventilada. La superior protege de la radiación solar, de los agentes atmosféricos y de la impermeabilidad, mientras que la inferior proporciona aislamiento térmico. El airee dificulta la transferencia de energía a la segunda capa, ya que éste una vez calentado sube y se escapa por la cumbrera (arista arista más alta por la intersección de dos planos de una cubierta inclinada). Fig. 26 - Capas de una cubierta inclinada ventilada por una cámara de aire.

6.1.3 PROTECCIÓN DE LA RADIACIÓN RADI SOLAR Los sistemas de protección contra las radiaciones solares son utilizados en verano ya que los sistemas de captación solar aumentan las temperaturas del interior del hogar y en verano se busca lo contrario. Por este motivo se buscan soluciones para impedir el paso de las radiaciones solares. Como se explicó anteriormente, en la orientación de la vivienda, el Sol incide con un ángulo diferente respecto al suelo en verano que en invierno. En verano el Sol se encuentra más alto, lo que hace más difícil que incida al interior a través de las ventanas, vidrieras, etc., pero esto no es suficiente. Para evitar la incidencia de la radiación se utilizan una serie de estrategias: • Aleros fijos que impiden el paso del sol en verano. verano • Lamas horizontales y verticales. • Toldos u otros dispositivos positivos externos y móviles que permiten adaptarse a las condiciones. Otro método más natural y por lo tanto más respetuoso con el medio ambiente es la utilización de los recursos naturales. Se suelen colocar delante de las ventanas alerones recubiertos de enredaderas, o plantas especialmente de hojas caducas que evitan el paso de los rayos solares en verano y en invierno, cuando las hojas caen, deja espacio para que entren directamente al interior. También se colocan árboles preferentemente de hojas caducas ucas por el mismo motivo que el anterior y si está colocado en la fachada orientada al sur mejor, ya que ésta sta es la que está más expuesta al Sol. Por otro lado los árboles también pueden servir para proteger la vivienda de vientos.

Fig. 28 - Protección mediante alerones.

Fig. 27 - Protección solar mediante un árbol de hojas caduca.

Fig. 29 - Protección mediante median lamas horizontales.

6.2 AIRE ACONDICIONADO Se calcula que en una vivienda el consumo de energía en aire acondicionado ronda entre 2% del total. Este dato es relativo, depende del uso que se le dé y de la necesidad de ventilar. Su uso no es constante sino que es en las épocas cálidas cuando más se utilizan. El aire acondicionado se abastece de energía eléctrica. En un hogar respetuoso con el medio ambiente, donde se utilizan las energías renovables, la energía eólica y los paneles solares son los más utilizados. Para ahorrar en aire acondicionado, la domótica se programa para ser desactivada cuando no haya personas en la casa o habitación, cuando las ventanas estén abiertas o puede activarse según la función de cada ambiente. Hay métodos pasivos que hacen prescindible la necesidad de utilizar el aire acondicionado, obteniendo de esta manera los mismos resultados sin consumir energía de la red eléctrica. L

6.2.1 VENTILACIÓN La ventilación es el proceso de reemplazo del aire de un determinado espacio. En este caso, es el movimiento del aire desde fuera a dentro de un hogar. Consiste tanto en el intercambio de aire con el exterior como en la circulación del aire en el interior (dentro de la vivienda). Ventilar es un proceso necesario para diluir los olores, limitar la concentración de dióxido de carbono y de contaminantes del aire como pueden ser el polvo, el humo o compuestos orgánicos volátiles. Además incrementa el confort térmico en verano, pero se ha de tener en cuenta de que en invierno puede ser perjudicial por lo que se deben evitar las infiltraciones. Una infiltración es una ventilación no deseada que nos puede suponer una gran pérdida de calor, por eso se han de reducir al mínimo. Las infiltraciones suelen producirse generalmente en las rendijas de las puertas y de las ventanas.

Las dos formas de ventilar mediante métodos pasivos más eficaces son: • Ventilación natural: see produce cuando el viento crea corrientes de aire en la casa al abrir ventanas. La manera de hacerlo con mejor resultado es abriendo las ventanas colocadas en e fachadas opuestas, que sean transversales a la dirección de los vientos dominantes y si es posible sin obstáculos entre ellas.

Fig. 30 - Ventilación natural.

• Ventilación convectiva: este método de ventilación es muy empleado, tanto en la arquitectura bioclimática como en la ecológica. ecológ Consiste en colocar una abertura en la parte superior de una casa, dejando circular el aire. En dicha abertura se coloca un dispositivo llamado chimenea solar. Este procedimiento es totalmente pasivo y se

Fig. 31 - Ventilación convectiva. c

produce gracias al movimiento de convección, convección, el aire caliente tiende a subir y escaparse por la chimenea mientras entra aire fresco por las aberturas, ventanas (parte baja). baja) L

6.3 ILUMINACIÓN La iluminación nación es posiblemente lo más necesario en un hogar y a su vez lo que más utilizamos. Su consumo onsumo no es muy elevado ya que consume un 10% de la energía total. Aunque éste sea bajo, es necesario reducirlo y sobre todo no malgastarlo. Para generar la energía que consume, como se explica en los otros casos, se recurre a la energía renovable. También Tambi se puede hacer uso de la domótica; gracias a ella, el consumo en iluminación puede reducirse r hasta un 40%. Este sistema tema está est programado para regular la intensidad de la iluminación según la luz ambiental o directamente apagarla si con ésta nos basta. asta. Al no detectarse presencias las luces se apagan, tanto tan sea en toda la casa como en una habitación. Por otra parte, la utilización de bombillas de bajo consumo ayudarán a su reducción.

Además de estos métodos activos hay otros aún más eficaces. En este caso son los métodos pasivos y se basan en aprovechar al máximo la luz natural y de esta manera reducir el consumo de la artificial.

6.3.1 APROVECHAMIENTO DE LA ILUMINACIÓN NATURAL La luz natural es muy importante para crear un ambiente saludable. Existen varias soluciones para introducir la luz natural al interior de nuestro hogar: • Grandes ventanales. • Paredes o techos de cristal. • Patios ingleses, para iluminar plantas situadas al nivel de sótano. • Cables de fibra óptica, captan la luz natural en la cubierta y la transportan al interior. • Conductos solares, transportan la luz gracias a su interior recubierto de superficies altamente reflectantes. • Sistemas reflectantes, direccionan los rayos solares al interior.

6.4 ELECTRODOMÉSTICOS En una vivienda se calcula que del consumo energético total, un 18% va destinado a los electrodomésticos. Actualmente el número de electrodomésticos en un hogar va en aumento, pero afortunadamente las empresas que los construyen intentan hacerlos de tal manera que consuman menos. Es aquí donde se puede distinguir entre los electrodomésticos de bajo y alto consumo. Para obtener una vivienda energéticamente eficiente serán recomendados esta clase de electrodomésticos, los que consumen menos. En este caso, no hay sistemas pasivos que reduzcan su consumo, pero se pueden utilizar sistemas activos como la domótica y emplear fuentes de energía renovables. Una de las maneras más comunes de malgastar la energía en electrodomésticos es dejarlos encendidos accidentalmente. La domótica intenta evitarlo y al no haber personas en la casa o habitación se desactivan automáticamente. Además, si se tiene contratada una tarifa eléctrica más económica en determinadas horas, los electrodomésticos como lavadoras, secadoras, etc., serán activados en esta franja horaria.

6.4.1 ELECTRODOMÉSTICOS DE BAJO CONSUMO Los electrodomésticos de bajo consumo los podemos distinguir gracias a las etiquetas energéticas. Éstas informan sobre los valores de consumo de energía y agua del producto, p permitiendo conocer la eficiencia energética del electrodoméstico. La etiqueta indica el nivel de eficiencia

mediante

una

clasificación de siete catecate gorías, siendo la A (de color verde) la más eficiente y la G (de color rojo) la menos. En los os últimos años se han ido añadiendo nuevos niveles aúnn más eficientes como el A+, A++ y A+++, haciendo desaparecer a los tres más bajos (E, F y G).

Fig. 32 - Consumo energético según la categoría. categoría

Las etiquetas son reguladas a nivel europeo y es obligatorio incluirlas en los electrodomésticos siguientes: uientes: frigoríficos y congeladores, lavadoras, lavavajillas, secadoras, fuentes de luz domésticas, hornos eléctricos y aire acondicionado.

Según la clase de electrodoméstico, la etiqueta tendrá una cierta información específica añadida, por ejemplo la capacidad pacidad de congelación de una nevera o el ruido producido por una lavadora. Los os productos de mayor eficiencia energética son más caros que los otros, pero la inversión inicial que supone su compra es recuperada en un promedio de cinco años, debido al menorr consumo reflejado en las facturas. Más del 90% del impacto sobre el medio ambiente que generan los electrodomésticos se produce durante su uso en las viviendas mediante el consumo de recursos como energía o agua. Por lo que adquiriendo estos productos se se ayudará, además de a nuestro bolsillo, a producir un menor impacto ambiental.

6.5 AGUA CALIENTE La demanda de agua caliente produce tanto un consumo de agua como de energía para calentarla. Esta energía supone el 23% de la energía total consumida en un hogar. Si bien la mayor parte de nuestro planeta está formado por este elemento, un pequeño porcentaje puede ser consumido por el hombre. Este no es un problema inmediato, pero hay que concientizarse y reducir el consumo de éste. Existen varias formas de hacerlo: Recuperación de aguas pluviales: es un método por el cual se aprovecha el agua de la lluvia. Ésta es recogida en los techos y tejados desde donde es conducida hasta un depósito y es filtrada. Desde aquí, una bomba de agua la impulsa por los conductos, totalmente independiente de la red de agua potable. El agua se distribuye para su uso en regaderos, lavadoras, cisternas, entre otros. No se emplea como agua sanitaria debido a su impureza. Reciclaje de aguas grises: se denominan aguas grises aquellas que ya han sido utilizadas en tareas de cocina, duchas, lavabos, etc. Una vez utilizadas, estas aguas son transportadas a un depósito donde son depuradas para garantizar su reutilización. Gracias a este método se alarga el ciclo de uso del agua y a su vez se disminuye aproximadamente un 25% de su consumo diario. Estos dos métodos son utilizados sobre todo por la arquitectura autosuficiente. Una vez conseguida el agua puede ser necesario calentarla, para eso son utilizadas las energías renovables. En estos casos la energía solar térmica y geotérmica son las más eficientes. J

COMPARACIÓN ENTRE LOS DIFERENTES MÉTODOS

Anteriormente se han detallado diferentes maneras de ahorrar energía, de las cuales muchas eran pasivas y otras activas. Los dos métodos son muy eficientes y hay un amplio repertorio de combinaciones. Según cuales sean las necesidades se recurrirá a diferentes estrategias, ya que una vivienda que las adopte todas tendría un precio muy elevado. L

Los métodos activos son capaces de generar energía (energías renovables) y obtener agua destilada, hasta el punto de prescindir de estar conectado a la red de distribución di de electricidad, gas y agua.. Una vez producida la energía se puede utilizar la domótica domót para gestionarla y evitar su derroche. Además, Además este sistema ofrece confort, seguridad y comunicación. Por el contrario, depende de la conexión a la red eléctrica. Necesita N ser accionada y recibir órdenes. Por otra parte, los sistemas activos necesitan reparaciones y un mantenimiento constante. constante Los métodos pasivos suelen implementarse en la construcción de dicha vivienda debido a que dependen del diseño, orientación, orienta materiales, etc. Pero una vez construida la casa se puede recurrir a otros sistemas como el aislamiento, la captación solar, la ventilación convectiva, entre otros. Estos sistemas, al formar parte de la vivienda viv enda tienen una duración muy elevada y por lo general carecen de mantenimiento, incluso no es necesaria la intervención de los habitantes. Eso sí, dependen del clima pero no de las redes de suministro de energía.

MÉTODOS ACTIVOS

MÉTODOS PASIVOS

Fig. 33 – Comparación de métodos.

CONSTRUCCIÓN DE UNA VIVIENDA VIVIENDA SOSTENIBLE

El objetivo de este apartado es crear crear una vivienda sostenible que sea lo más respetuosa posible con el medio ambiente sin perder confort ni otras características necesarias. Para ello se centrará en el ahorro de energía, aprovechando al máximo los recursos naturales que ofrece el medio medi que rodea la casa. Ésta estará situada en una parcela plana habitable de unos 200m2 en la población de Hostalric. Primeramente se estudiará el entorno para después escoger que métodos son los más apropiados para la vivienda y de esta forma poner en práctica práctica todo lo anteriormente detallado. Mediante programas como AutoCAD y Autodesk 3ds se creará una maqueta virtual y un vídeo donde se podrán ver los resultados, resultados, observando así la incidencia solar en diferentes épocas del año. A continuación se adjuntarán adjuntarán imágenes de la parcela seleccionada, donde se ubicará la vivienda.

Fig. 34 - Parcela seleccionada ada para la construcción.

Fig. 35 - Fotografía de la parcela seleccionada.

UBICACIÓN País: España Comunidad autónoma: Cataluña Provincia: Gerona Comarca: La Selva Municipio: Hostalric Latitud: 41º 44’ 48,70’’ N Longitud: 2º 38’ 15,71’’ E Altitud: 189 metros Fig. 36 - Ubicación geográfica de Hostalric.

CLIMATOLOGÍA El clima de Cataluña es mediterráneo, el cual

pertenece

grupo

climas

templados. A su vez, en Cataluña el clima se divide en cinco grupos entre de los cuales el mediterráneo prelitoral central es el que le corresponde a Hostalric. Respecto al microclima de este pueblo, la temperatura media anual es de 15,3ºC. En los meses más calurosos la temperatura media es de 31,6ºC y en los meses más fríos es de 1,4ºC.

Fig. 37 - Subgrupos del clima mediterráneo.

Tanto la humedad como las precipitaciones son moderadas cayendo aproximadamente aproximadame unos 800 mm. de lluvia anualmente. anualmente Los vientos característicos de esta zona son el Lebeche o Garbí (de sudoeste a este) y el Siroco o Jaloque (proveniente del sudeste). sudeste)

ORIENTACIÓN En este caso la casa debe seguir la orientación de las demás por lo que que la fachada principal estará orientada entre el sur y sudoeste. sudoeste Ésta no es la mejor orientación pero es muy buena para aprovechar la energía solar. Además la fachada lateral orientada entre el sudeste y este está descubierta, debido a que no hay otra casa a su lado estando en una esquina que deja libre la entrada de sol. Gracias a esto se podrá captar energía solar por las dos fachadas.

DISEÑO El diseño adoptado para la casa es compacto, compacto con forma rectangular para así reducir la superficie en contacto con el exterior pero manteniendo el volumen de la vivienda. Ésta será de dos plantas con una superficie de 220m2 en total. La razón por la cual se opta hacerla de dos pisos es simplemente para que al tener más altura tenga más ventilación y por lo tanto un mejor jor confort térmico en verano.

DISTRIBUCIÓN La casa está distribuida de la siguiente manera: Primera planta: • Salón / Comedor • Cocina • Lavabo • Despensa Segunda planta: • Tres habitaciones • Dos lavabos Las habitaciones más utilizadas, como por ejemplo el salón, comedor y habitaciones, se situarán contra la fachada principal, orientada prácticamente al sur. El objetivo es que éstas sean las más calientes en invierno debido a que se pasa más tiempo en ellas que en otras habitaciones.

MATERIALES Los materiales que se utilizarán han de seguir las características de la arquitectura sostenible. Por ese motivo la estructura estará hecha de ladrillos de cerámica y madera. Los conductos serán de polietileno para evitar el uso de PVC. También se han escogido pinturas ecológicas al silicato.

CAPTACIÓN SOLAR En esta vivienda se utilizarán sistemas directos de captación solar. Para aprovechar al máximo la radiación solar, la casa dispondrá de amplias ventanas y ventanales de doble hoja, aumentando de esta manera la superficie de incidencia solar.

AISLAMIENTO Para proporcionar un buen aislamiento térmico las paredes serán recubiertas con poliuretano y corcho aglomerado. La cubierta (a la cual se podrá acceder) será plana y ajardinada reduciendo además el impacto visual de la casa. Las ventanas de doble hoja proporcionarán un mejor aislamiento y también se dispondrá de persianas.

PROTECCIÓN DE LA RADIACIÓN SOLAR La parcela afortunadamente ya dispone de una hilera de árboles de hojas caduca delante de dónde estaría la fachada principal por lo que será muy útil para evitar el paso de las radiaciones en verano. La segunda planta tiene un balcón de dos metros de profundidad lo que genera una gran sombra. A su vez esta planta sobresale respecto a la primera, lo que también protege a la planta de abajo funcionando como un alero. Por otra parte, se utilizan persianas y lamas.

VENTILACIÓN Gracias a la dirección de los vientos principales de la zona y a la altura de la casa, ésta dispondrá de una buena ventilación natural por lo que no serán necesarios otros métodos. En verano es una ventaja, pero en invierno es un inconveniente que se soluciona con el aislamiento.

APROVECHAMIENTO DE LA ILUMINACIÓN NATURAL Mediante las ventanas y grandes ventanales utilizados para la captación solar también se dispondrá de una excelente entrada de luz natural.

ENERGÍAS RENOVABLES Las energías más eficientes en estos casos son la solar y la eólica por lo que se incluirán en la vivienda. La energía solar fotovoltaica y la eólica proporcionarán energía eléctrica directamente, mientras que la solar térmica calentará el agua tanto sea para calefacción como para uso sanitario (ACS), etc. Gracias a la diversidad de energías en la casa, está no dependerá siempre de una, sino que tendrá más opciones para cuando el clima no favorezca a algunas.

8.1 CREACIÓN DE LA MAQUETA En primer lugar, mediante del programa AutoCAD Architecture 2013 se construyeron constru los planos de la vivienda.

Fig. 38 – Captura de pantalla AutoCAD Architecture.

En segundo lugar, para ara la construcción de la maqueta en tres res dimensiones se utilizó el programa Autodesk 3ds Max 2013. Éste es un programa que genera gráficos y animaciones 3D. No es sólo utilizado para arquitectura sino que también se utiliza en películas, videojuegos, diseño,, entre otros. Autodesk 3ds Max es un programa dirigido a profesionales y debido a su gran complejidad se tuvo que realizar un curso de preparación para la construcción de la maqueta.

Fig. 39 – Captura de pantalla Autodesk 3ds Max.

8.2 EL PLAN 22@ Para adentrarse más en tema se decidió concurrir a una conferencia sobre el 22@. Luego de una explicación, con soporte audiovisual, se hizo un recorrido por el barrio. Se visitaron los edificios sostenibles más característicos pudiendo hablar con los arquitectos que formaron parte del proyecto. El plan 22@ tiene un triple objetivo: la rehabilitación rehabilitación urbana, económica y social. Fue aprobado por el ayuntamiento de Barcelona en el año 2000. Actualmente está en proceso y su meta es rehabilitar unas 200 hectáreas ubicadas mayoritariamente en el barrio Poblenou. • Rehabilitación urbana: recicla las edificaciones caciones industriales ya sin uso, generando un entorno compacto, diverso y equilibrado. También produce más equipamientos y zonas verdes, mejorando la calidad de vida y de trabajo. • Rehabilitación económica: transforma el barrio en una importante plataforma científica, tecnológica y cultural, haciendo de Barcelona una ciudad más dinámica e innovadora. • Rehabilitación social: impulsa y apoya los proyectos innovadores que fomentan la colaboración entre empresas, instituciones, vecinos, entidades de ámbito social, socia cultural y educativo. Siguiendo estos tres objetivos la ciudad es renovada dando un aspecto más moderno y adaptándose a la época. También se respeta el medio ambiente, la mayor parte de edificios son sostenibles y unos 114.000 m2 son dedicados a zonas verdes. erdes. Un 10% es dedicado a espacios públicos y un 20% a equipamientos y actividades. La finalidad es conseguir una ciudad diversa y compleja. Este tipo de ciudades mixtas (hogares, trabajo, actividades, etc.) favorecen el intercambio de información y crean una ciudad más sostenible, porque permiten vivir cerca del lugar de trabajo, se consume menos en transporte e impulsan la vitalidad del espacio público.

Fig. 40 - Fotografías realizadas durante el recorrido.

CONCLUSIÓN

A lo largo del trabajo se pudo apreciar lo que supone la construcción de una vivienda. No se trata simplemente de ocupar un espacio sino que conlleva un elevado consumo de materiales y de energía. Éstos se obtienen a partir de fuentes no renovables contribuyendo a la contaminación ambiental. En España, la construcción es la responsable del 40% de las emisiones de CO2 y consume el 15% de la energía total producida. De esta manera se comprueba que la construcción supone gran parte del impacto medioambiental que sufre nuestro planeta. Por otra parte se ha llegado a la conclusión de que la mejor manera de evitar la producción de energías no renovables, y a su vez evitar la expulsión de gases de efecto invernadero en el sector residencial, es haciendo que las viviendas sean lo más eficientes posible en cuanto a energía se trate. En el transcurso del trabajo se han diferenciado tres pasos esenciales a seguir para obtener una buena eficiencia energética. En primer lugar se ha de construir la vivienda valorando el entorno y adaptando su diseño y materiales para aprovechar la energía que nos ofrece la naturaleza. De este modo el hogar consumirá menos energía de la red de suministro. Además se tiene en cuenta el impacto visual que supondrá la casa en determinado medio. En segundo lugar se ha de consumir o generar en la propia vivienda energías de fuentes renovables. Éstas son inagotables y no perjudican al medio ambiente. En tercer y último lugar, una vez se dispone de la energía, se ha de evitar su derroche. Para lograrlo se recurre a la domótica, un sistema activo que automatiza la vivienda y gestiona el consumo de energía. En estos tres puntos también se ha distinguido entre los diferentes métodos a los que recurre la arquitectura sostenible: activos y pasivos. Los dos son muy eficientes y se complementan a la perfección, pero cabe destacar que los métodos pasivos ofrecen más beneficios. Finalmente se recomienda totalmente la construcción de viviendas sostenibles. Aunque su precio sea más elevado que el de los hogares convencionales, su inversión inicial es recuperada en pocos años. Por otro lado se contribuye con la recuperación del medio ambiente y se promueve el desarrollo sostenible.

10 BIBLIOGRAFÍA LIBROS: Brenda Vale, Robert Vale. “La casa autosuficiente”. Tursen, Hermann Blume Ediciones, Madrid, 2001. Philip Wilkinson. “50 cosas que hay que saber sobre arquitectura”. Ed. Planeta, 2010. L

Francisco Javier Rey Martínez, Eloy Velasco Gómez. “Eficiencia Energética en edificios”. Certificación y auditorías energéticas. Ed. Thomson Paraninfo, 2006. Stefan Junestrand, Xavier Passaret, Daniel Vázquez. “Domótica y hogar digital”. Ed. Thomson Paraninfo, 2005. Varios autores. “Sistemas de control para viviendas y edificios: domótica”. Ed. Thomson Paraninfo, 1999. Miguel Moro Vanilla. “Instalaciones domóticas”. Instalaciones eléctricas y automáticas. Paraninfo, 2011. Antonio Rodíguez, Miquel Casa. “Instal·lacions automatitzades en habitatges i edificis”. Altamar-Marcombo, 2005. Varios autores. “Tecnología industrial”. Ed. McGraw-Hill, 2008.

PÁGINAS WEB: http://www.infoeolica.com http://www.energiageotermica.es http://www.apabcn.cat http://www.csostenible.net http://www.casabioclimatica.com http://www.censolar.es http://www.domoticus.com http://www.hogareficiente.com http://www.miliarium.com http://www.etiquetaenergetica.com http://www.idae.es

http://www.ipsom.com http://www.arqhys.com http://www.lacasasostenible.com http://www.arquisolar.com.ar http://www.reutilizacionaguasgrises.com http://www.tinet.cat http://www.22barcelona.com http://www.arquitecturasostenible.org http://www.minergie.ch http://www.minetur.gob.es http://www.hostalric.cat http://www.hispacasas.com http://www.suelosolar.es http://www.pte-ee.org http://www.geyca.com http://www.idescat.cat http://www.fao.org

11 ANEXO 11.1 ENTREVISTA Entrevista realizada a Juan Mercadé Brulles, profesor de arquitectura en la escuela técnica superior de arquitectura de Barcelona, UPC (ETSAB). ¿Qué te incentivó a estudiar arquitectura? Tradición familiar y atracción por la profesión. ¿Con qué tipo de arquitectura te identificas? Me identifico con la arquitectura racionalista y con sentido común, a esto le llaman hoy sostenibilidad. ¿Cómo definirías a la arquitectura sostenible? Arquitectura con sentido común y respetando siempre a la naturaleza. ¿Qué consideras lo más importante a la hora de diseñar una vivienda? Pensar en las personas que van a habitarla. A nivel arquitectónico, ¿crees qué se están tomando las medidas correctas para solucionar los problemas medioambientales? Se están tomando medidas correctas pero no todas las medidas necesarias. ¿Recomiendas invertir en una casa sostenible? Sí, es un beneficio para el planeta y para las personas. ¿Crees que la arquitectura sostenible es la arquitectura del futuro? Sin duda que sí. ¿Cuál crees que es el motivo por el cual la arquitectura sostenible no es totalmente aceptada a nivel mundial? No es cierto que no esté aceptada, lo que pasa es que se está haciendo un mal uso de la palabra sostenible. ¿Cuál sería el correcto? Arquitectura para las personas y que dure, que sea fácil y accesible su mantenimiento.

11.2 PLANOS DE LA VIVIENDA Primera planta: 93m2

BAÑO

DESPENSA

COCINA

SALÓN / COMEDOR

Segunda planta: 108m2

BAÑO

HABITACIÓN

HABITACIÓN HABITACIÓN

BALCÓN

Esbozo de la primera planta.

Esbozo de la segunda planta.

Maqueta realizada con Autodesk 3ds Max.