Selección de soluciones constructivas genéricas para viviendas en las Islas Canarias a través de la cuantificación de demandas energéticas en modelos Bestest

Abstract

En los últimos años, la certificación energética de edificios se ha convertido en el procedimiento base por el que una óptima calificación, que conlleva buen diseño (posición, distribución y protección solar de huecos) y construcción, minimiza el consumo de energía y las emisiones de CO2 en el sector de la edificación. La existencia de variados microclimas, propios y característicos de la geografía insular canaria, es una realidad que el CTE de 2006 no valoró lo suficiente en su Documento Básico de Ahorro de Energía en el que, para el Archipiélago, clasificado como zona A3, se exigían aislamientos, para toda la envolvente del edificio de, al menos, 3 centímetros de espesor. Esta situación se presume excesiva, en localidades que sólo tienen demanda de refrigeración, como demuestra la nueva severidad climática de invierno Alfa, incorporada en el CTE de 2013, que afecta al 80% de la población y se caracteriza por presentar inviernos muy suaves. La presente Tesis se centra en distinguir la óptima combinación de un conjunto de variables seleccionadas para mejorar el rendimiento energético de viviendas en climas cálidos como los de las Islas Canarias. Dichas variables se han escogido entre las soluciones constructivas habituales propuestas para la envolvente en el Archipiélago. Para ello, se lleva a cabo un análisis de los resultados obtenidos a través de simulaciones informáticas, basadas en modelos teóricos Bestest, que cuantifican numéricamente el ahorro o la demanda de energía para cada uno de los casos según orientaciones, composición de cerramientos, protecciones solares, porcentaje de huecos en fachada, tipo de vidrio, carpinterías y severidad climática. Una vez detectadas las opciones más eficientes en los Bestests, y para comprobar sus efectos, se aplican a una selección de edificios representativa del parque de viviendas de las Islas Canarias. Paralelamente a este proceso, se realiza una monitorización higrotérmica y de radiación solar sobre un espacio real y controlado al objeto de evaluar la bondad de las herramientas informáticas de cálculo (Herramienta Unificada Lider-Calener y DesignBuilder). A través de la investigación se demuestra que el uso de aislamientos no es una estrategia suficientemente eficaz para reducir la demanda de refrigeración en los climas propios de las Islas Canarias (Alfa2, Alfa3 y Alfa4) y se establecen una serie de estrategias concretas en función de las zonas climáticas estudiadas, porcentaje de huecos y orientación para mejorar el comportamiento térmico de los edificios de viviendas.

In recent years, energy certification of buildings has become the basic procedure that minimizes energy consumption and CO2 emissions in the building sector through an optimal rating, which involves good design (position, distribution and radiation shielding windows) and construction. The existence of many microclimates, typical feature in the Canary Islands, is a fact that the CTE 2006 did not value enough in its Energy Savings Basic Document, where the Islands (classified as area A3) were required to have an insulation of at least 3 centimeters width for the entire building envelope. This situation is presumably excessive in places that have only cooling demand, as evidenced by the new climate severity of winter Alpha, built in the CTE of 2013, which affects 80% of the population and is characterized by mild winters. This thesis focuses on distinguishing the optimal combination of a set of selected variables to improve the energy efficiency of homes in warmer climates such as the Canary Islands. These variables were chosen among the usual constructive solutions proposed for the envelope in these islands. For this purpose, an analysis of the results obtained through computer simulations based on theoretical Bestest models, is carried out. The above-mentioned test quantifies numerically the savings or energy demand for each of the situations according to guidelines, composition enclosures, sunscreens, percentage of fenestrations in the facade, glass types, carpentry and climate severity. Once the most efficient options in Bestests are detected, they are applied to a selection of representative buildings in the Canary Islands to check the effects. Parallel to this process, a hygrothermal and solar radiation monitoring on a real space is performed and controlled in order to evaluate the goodness of computer calculation tools (Herramienta Unificada Lider-Calener and DesignBuilder). This research shows that the use of insulation is not a sufficiently effective strategy to reduce the demand for cooling in the Canary Islands typical climates (Alpha2, Alpha 3 and Alpha 4). A series of specific measures is set according to the areas studied, percentage of fenestration and guidance to improve the thermal performance of buildings.