Manual para cumplir el DB HE: Ideas generales

La dificultad de cumplir las secciones HE0 y HE1

Uno de los servicios que más prestamos a arquitectos, ingenierías y promotores es la justificación de los requerimientos de ahorro de energía que establece la normativa española mediante el DB HE en las secciones HE0 y HE1. Todo proyecto de nueva construcción, y toda obra de rehabilitación de edificios existentes, debe de cumplir con lo exigido en los documentos mencionados. Lo realmente importante de esta normativa es que ha impuesto unos límites energéticos que no deben superarse. Para alcanzarlos, no debemos sólo realizar un cálculo complejo, como sucedía hasta hace poco con el uso del Lider o los programas simplificados, si no que tendremos que hacer esfuerzos importantes en mejorar la calidad de la envolvente (la piel) de nuestros edificios. Y en este punto empiezan los problemas: Hay bastantes promotores, técnicos y constructoras que no entienden que este esfuerzo es necesario para cumplir con la norma, y en consecuencia alcanzar los límites de demanda (energía que necesita nuestro edificio para que estemos en confort), y de consumo (combustible o energía que utilizan nuestras instalaciones para generar la energía que demanda el edificio).

Inicio con este artículo una serie en que pretendo explicar cómo conseguir que los edificios que proyectamos cumplan con el  DB HE y consuman menos energía, puesto que lo primero es consecuencia de lo segundo. Cumplir el DB HE no es hacer malabarismos informáticos con un programa farragoso para obtener un informe escaso que pegar en nuestra memoria. Quien así se lo tome pierde una oportunidad muy valiosas para dar valor añadido a su edificio que muchos usuarios valorarían positivamente. Según mi parecer, tenemos una normativa de ahorro de energía buena, con unos requerimientos exigentes pero razonables, que se pueden alcanzar sin hacer locuras constructivas. Hagamos que los técnicos que trabajamos haciendo edificios cumplamos esta norma. Ya sé que los programas que tenemos disponibles para ello juegan en contra de este objetivo, y que los proyectistas estáis un poco perdidos y no sabéis realmente cómo enfocar este problema. Precisamente por ello escribo estos artículos, espero que sirvan para orientar en esta tarea.

Antes de entrar en materia puede interesarte leer artículos anteriores que escribí sobre los cambios que han supuesto El nuevo HE o bien sobre el Procedimiento a seguir para cumplir el HE con el mismo, que no es sencillo como podrás observar.

Aumento de espesor de aislamiento al doble en una vivienda unifamiliar de contrucción convencional: No cumple

No sólo es un problema de aislamiento térmico

Muchos técnicos del sector siguen pensando que todo se reduce a un problema de espesor de aislamiento. Con la antigua CT-79 y la primera versión del DB HE realmente se podía pensar así. Había tablas y hojas de cálculo sencillas donde, definiendo unos espesores de aislamiento que obteníamos de tablas, verificábamos el cumplimiento. Eso servía cuando la demanda energética de los edificios era alta, y lo que simplemente pretendía la normativa es que no fuera tremendamente alta. Pero ahora la norma exige demandas de energía bajas y pensamos, por costumbre, que simplemente se trata de duplicar o triplicar espesores de aislamiento. Y así hay bastantes técnicos que lo que quieren es saber simplemente cuántos centímetros tienen que aumentar los espesores de sus aislamientos. Buscan la tabla, y ya no hay tabla, y tampoco es posible generarla pese a quien pese.

Hoy tenemos que demostrar con un cálculo de simulación energética que el edificio que hemos proyectado no demanda más energía que los límites impuestos por la normativa. Y en ese cálculo intervienen muchos más factores como son la ventilación, huecos, sombras, ocupación, iluminación, puentes térmicos y otros.

Ejemplo de ello son dos viviendas pareadas ubicadas en Madrid en las que hemos trabajado recientemente. Aumentar el espesor de los cerramientos al doble de lo proyectado, de 6 a 12 cm en fachadas y de 8 a 16 cm en cubiertas, no disminuía la demanda lo necesario para cumplir. Ese edificio tenía otros problemas energéticos en los cuales es necesario intervenir para poder acercarnos a los límites impuestos.

Por el contrario, en otro edificio de tipo plurifamiliar en la misma zona climática, sí que cumplíamos con 6 cm de aislamiento en las fachadas. Bien es cierto que se intervino en muchos otros elementos, incluso en aquellos que tienen que ver con el diseño como la orientación o la compacidad.

Edificio plurifamiliar en zona D3 con buena orientación y bajo factor de forma que implica menores necesidades de aislamiento: Cumple con 6 cm en fachadas y 8 en cubiertas

Veamos cuáles son por tanto los factores que influyen en la demanda energética de nuestros proyectos y qué aspectos debemos mejorar.

Componentes de la demanda energética en una construcción típica

Ya hemos visto que aumentar sólo el espesor de los aislamientos de los edificios no es una buena estrategia para reducir la demanda de energía ni para cumplir con el HE. Es un paso necesario, pero tan solo se trata del primero que daremos.

Las pérdidas y ganancias de energía en los edificios se producen a través de los componentes o partes de su envolvente (fachadas, cubiertas, suelos, particiones interiores con espacios no habitables, huecos y puentes térmicos) y las atribuidas las infiltraciones y ventilación. En el caso de los programas oficiales Lider, Calener y Herramientas Unificada distinguen en su cálculo entre las siguientes:

• Paredes exteriores.
• Cubiertas.
• Suelos.
• Puentes térmicos: Las debidas a los encuentros entre los distintos elementos de la envolvente. En función de que estén peor o mejor tratados serán mayores o menores, en cualquier caso siempre existirán y como veremos tienen bastante trascendencia.
• Solar ventanas: La energía que captan los huecos (vidrios y carpinterías) debido la radiación solar que incide sobre ellos.
• Transmisión ventanas: La energía que ganan o pierden los huecos por el fenómeno de transmisión térmica.
• Fuentes internas: Luces, equipos y ocupación de personas. Siempre es una ganancia de calor, que en invierno es a nuestro favor y en verano en nuestra contra. Es un valor que fija el programa y el único componente sobre el que no podemos actuar.
• Infiltraciones: Incluye la ventilación y las infiltraciones que estima el programa en función de las renovaciones/hora y la clase de permeabilidad de los huecos. Por desgracia no está claro cómo realizan este cálculo los programas oficiales.

Continuando con el ejemplo de las viviendas pareadas de Madrid podemos ver, para cada uno de los componentes, las ganancias y pérdidas que se producen en el siguiente gráfico generado con Visol.

Componentes de la demanda energética de una vivienda unifamiliar. Gráfico generado por Visol

En este ejemplo hablamos de un edificio de construcción convencional: Estructura de pórticos de hormigón armado con forjados unidireccionales, fachadas de doble hoja cerámicas con aislamiento en la cámara, ventanas de aluminio con vidrio doble, cubierta plana invertida, puentes térmicos sin tratar y sistema de ventilación según lo exigido en el HS con aireadores autorregulables en huecos y extractor general.

En los resultados del cálculo vemos que en modo calefacción tienen mucha importancia las pérdidas por paredes exteriores, puentes térmicos, transmisión por ventanas e infiltraciones-ventilación. Parece sensato pensar que proponer mejoras sobre estas partes supondrá conseguir mayores ahorros energéticos que en el resto.

Para saber como obtener los resultados por componente puedes echar un vistazo al post Cómo obtener datos de Lider y Calener donde se explica como hacerlo.

La zona climática no implica un menor esfuerzo en medidas de mejora para reducir la demanda

En el caso de los edificios residenciales, otra consecuencia importante del nuevo enfoque del HE, es que ya no podemos considerar que un edificio en una zona D vaya a necesitar más espesor de aislamiento que el mismo edificio en una zona B. Habrá diferencia, pero será mucho menor de la que antes considerábamos. Esto se debe a que, si bien los datos de entrada del clima en una zona B son mucho más suaves que en una D como es lógico, el límite de demanda máxima de calefacción en la zona D es bastante más alto que en la zona B. Por ejemplo, para una vivienda de 150 m2 habitables el límite está en la zona B en 15 kWh/m2·año y en la zona D en 40,33 kWh/m2·año, es decir 2,7 veces mayor.

La consecuencia de la disminución de los límites en función de la demanda climática es que los niveles de aislamiento que vamos a tener que utilizar en casi todas las zonas climáticas se van a parecer bastante. Incluso se puede producir la aparente paradoja de que una vivienda en zona climática D necesite espesores de aislamiento menores que una en zona B. Y eso será por factores que hasta ahora no considerábamos como la correcta orientación y compacidad del diseño (las exigencias anteriores eran tan laxas que los efectos anteriores no eran determinantes para cumplir o no).

Comparemos por ejemplo dos viviendas diferentes en las que sucede este fenómeno. La de la izquierda es una vivienda en zona B3 con mala orientación E-O, alto factor de forma (mucha superficie de envolvente para poco volumen interior) y grandes superficies acristaladas. Se prescribieron 10,5 cm de aislamiento en fachadas y 12 cm en cubiertas. Sin embargo, la de la derecha es una vivienda en zona D2, compacta y con buena orientación donde sólo hicieron falta 10 cm en fachadas y cubiertas. Las soluciones de aislamiento y los sistemas de ventilación eran similares.

Viviendas unifamiliares en Calvia (zona B3) e Igualada (zona D2)

La singularidad de los edificios de otros usos

Para terminar decir que los edificios que no sean residenciales serán una excepción a casi todo lo que comentaré en esta serie de artículos. Como bien sabes, para justificar el HE1 en edificios de otros usos, lo que tenemos que conseguir no es alcanzar un límite de demanda de energía al año, sino que debemos demostrar que la demanda de nuestro edificio es menor en un porcentaje a la del edificio de referencia.

El edificio de referencia con el que comparamos nuestro proyecto tiene la misma forma, orientación, tamaño, zonificación, uso de los espacios, renovaciones hora de ventilación y sombras remotas. Luego actuar sobre estos parámetros no tendrá sentido de cara a reducir la demanda.

Las soluciones constructivas del edificio de referencia son las fijadas en el apéndice D de la norma y que corresponden a las que se utilizan para el procedimiento de certificación vigente. Observando las tablas vemos que las transmitancia de los cerramientos son altas para las que estamos calculando en el caso de los edificios de viviendas en los cuales una U habitual está entre 0,3 y 0,35 W/m2·K. En la zona D3 por ejemplo el edificio de referencia tendrá una transmitancia en fachadas de 0,66 W/m2·K. En consecuencia en los edificios de este tipo no tendremos que irnos a grandes espesores de aislamiento, salvo casos raros.

Nos preocuparemos, por tanto, por los cerramientos, en especial por la g y la U de los huecos, y por la instalación de iluminación que es fundamental en estos casos.

Consecuencia de todo lo anterior es que, mientras que en los edificios residenciales es bastante complicado llegar a los límites de la norma, en el caso de edificios de otros usos es relativamente sencillo cumplir con la reducción respecto al edifico de referencia exigida.

En el próximo artículo trataré cuáles son las estrategias que podemos seguir para conseguir que nuestros proyectos cumplan con el DB HE.  Cualquier comentario será bienvenido.

(Esta serie de artículos sobre las secciones HE0 y HE1 se basan en el autoaprendizaje realizado tras la justificación de muchos proyectos de distintos clientes en diferentes zonas climáticas, por supuesto que puede haber casos en que las consideraciones que hago no sean de ayuda o no sean correctas. Lo primero que debemos entender cuando simulamos es que cada proyecto es singular y necesitará un enfoque particular para mejorarlo energéticamente.

Por favor toma con precaución lo que aquí cuento, y si lo crees conveniente compárte tu caso para que el que escribe y el resto de lectores podamos aprender algo más)

Otros posts sobre el tema que te pueden interesar:

• El nuevo HE: Documento Básico de Ahorro de Energía
• Cómo obtener datos de Lider y de Calener
• Cumplimiento del nuevo HE