1. Rehabilitación Energética del Colegio Público Román García en
Albalate del Arzobispo.
Sanz Martín, Jorge Alberto
Abstract: La eficiencia energética y el ahorro comparando los beneficios que reportan con sus
energético es una de las principales preocupaciones costes de inversión.
de la sociedad actual. Dentro del contexto energético
y económico en el que se encuentra la sociedad, se 2. DATOS DEL EDIFICIO.
ha despertado una tendencia hacia el ahorro y la
reducción de los gastos energéticos. La edificación objeto de estudio es el Colegio
Dentro del sector de la construcción, uno de los más Público Román García, ubicado en la localidad de
devaluados en estos momentos, se está produciendo Albalate del Arzobispo.
un cambio de sentido con respecto a la sistemática El proyecto de ejecución del edificio data de 1975.
de producción anterior, que derivó en un crecimiento Posteriormente en 1984 se realizó una ampliación
desproporcionado del parque edificatorio. del mismo, siguiendo los mismos patrones
Actualmente, las tendencias dentro del sector se constructivos del edificio original.
enfocan más hacia la implantación de soluciones de El edificio consta de una configuración de PB+1,
eficiencia energética en los edificios, las con faldón de cubierta tradicional a dos aguas y
rehabilitaciones o la integración de energías cámara no habitable bajo cubierta. La “Figura 1”
renovables. corresponde a la fachada principal del edificio.
En este proyecto, se estudia, de qué manera,
actuando sobre la envolvente de un edificio y sobre
los sistemas de generación de energía térmica para
calefacción se puede conseguir, por un lado, una
reducción de los consumos energéticos y por otro
lado, obtener un mayor confort térmico en el
edificio. Todo ello, atendiendo a las necesidades y
posibilidades de un colegio ubicado en un municipio
como Albalate del Arzobispo.
Palabras clave: Colegio, Renovables, Envolvente,
Certificación, Rehabilitación, Energía.
1. INTRODUCCIÓN.
Para llevar a cabo el estudio de renovación de la
envolvente térmica se han estudiado las diferentes Figura 1. Fachada principal del edificio.
posibilidades de actuación que ofrece el edificio. Se
han evaluado diferentes soluciones constructivas, 2.1. Sistemas Constructivos.
atendiendo tanto al comportamiento térmico del De acuerdo a los datos del proyecto, la información
edificio como a aspectos económicos derivados de la facilitada por el personal del Ayuntamiento de la
ejecución de dichas soluciones. localidad y las visitas realizadas, el edificio no posee
Para ello, se han analizado tres partes de la aislamiento térmico en ninguna de las tipologías de
envolvente térmica del edificio: cerramientos de cerramiento. En la “Tabla 1” aparecen los valores de
fachada, cerramientos en contacto con locales no transmitancia térmica (U) de los cerramientos.
calefactados (separación entre el techo planta 2.1.1. Cerramientos de fachada.
primera y la cámara bajo cubierta) y carpinterías. El edificio presenta dos tipologías de cerramiento
Por otro lado, con respecto a los sistemas de fachada. En planta baja se compone de una doble
generación de energía térmica para calefacción, se hoja de fábrica de ladrillo hueco, con cámara de aire
ha estudiado el cambio del sistema por una intermedia y revestida al exterior con mortero
instalación de generación mediante biomasa, con el monocapa.
objetivo de llevar a cabo la introducción de energías En planta primera, una hoja exterior de ladrillo
renovables, en el edificio. cerámico macizo caravista, cámara de aire y una
Una vez obtenidos los resultados de la evaluación hoja de fábrica de ladrillo hueco al interior.
energética de las soluciones estudiadas, se realiza un
análisis de los costes de inversión que supondrían 2.1.2. Forjado entre plantas.
dichas actuaciones, con el objetivo de comprobar en Forjado unidireccional de hormigón armado con
qué medida éstas podrían ser llevadas a cabo, entrevigado de bovedillas de hormigón.
1

2. 2.1.3. Cubiertas. diferentes. En planta baja se propone la instalación
Faldón de cubierta tradicional de teja cerámica, de un sistema SATE de aislamiento exterior, y en
como material de cobertura sobre subestructura de planta primera un sistema de fachada ventilada con
tabiquillos palomeros, generando sobre la planta terminación de aplacado cerámico.
primera del edificio una cámara no habitable. Este sistema resulta muy efectivo a la hora de
eliminar puentes térmicos en la envolvente.
2.1.4. Carpinterías.
3.1.3. Aislamiento de fachadas por inyección en
Carpinterías de aluminio sin rotura de puente
cámaras de aire.
térmico, correderas de dos hojas y con vidrios de 4
mm de espesor. Otra posibilidad que ofrece el edificio es llevar a
cabo una inyección de aislamiento térmico en las
Tabla 1. Transmitancia térmica de los cerramientos. cámaras de aire del cerramiento. Se trata de un
Cerramiento U(W/m2k) sistema que, ejecutado de forma óptima, ofrece
Fachada PB 1,10 buenos resultados. Además se trata de un sistema
Fachada P1 1,30
más económico que los anteriormente descritos de
Forjado entre pisos 2,01
Huecos 5,7 aislamiento por el exterior.
Tabla 2. Conductividad térmica de aislamientos.
3. PROPUESTAS DE RENOVACIÓN Material Λ (W/mk)
DE LA ENVOLVENTE TÉRMICA. Manta de lana de oveja 0,040
Corcho negro 0,040
Para cada una de las tipologías de cerramiento de Celulosa 0,037
que se compone la envolvente térmica del edificio se
van a estudiar diferentes soluciones constructivas, 3.2. Carpinterías.
para evaluar cual se adapta más a las necesidades del
edificio.
Para las carpinterías, con el fin de facilitar el
proceso de ejecución en obra, se ha optado por
3.1. Aislamiento Térmico. mantener las carpinterías originales e instalar
unas nuevas carpinterías en la cara exterior de
Una cuestión fundamental a la hora de diseñar o
rehabilitar un edificio será considerar la capacidad los cerramientos de fachada. Además con este
aislante de su envolvente. La mejor forma de ahorrar sistema podemos reducir las exigencias
energía es no disiparla al exterior. En este aspecto, térmicas de las nuevas carpinterías obteniendo
se vas a estudiar diferentes soluciones de adición de también un buen comportamiento térmico.
aislamiento térmico en los cerramientos. Como criterio general para todas las tipologías
Instalando aislamiento térmico en los cerramientos, de carpintería se ha optado por optimizar la
por un lado se van a reducir las demandas de energía superficie de los vidrios, ya que ésta representa
en el edificio, por otro lado se va a aumentar el una mayor superficie en el total del hueco.
confort térmico en las diferentes dependencias, En las “Tabla 3” y “Tabla 4” aparecen,
eliminando efectos como el de “pared fría”.
respectivamente, las características térmicas de
Cabe destacar que los materiales de aislamiento que
se utilizan son de origen natural o renovable, tales carpinterías y vidrios utilizados.
como el corcho negro, la lana de oveja o la celulosa.
Tabla 3. Transmitancia térmica de carpinterías.
En la “Tabla 2” aparecen los valores de Tipología de carpintería U (W/m2k)
conductividad térmica (λ) de los materiales aislantes Aluminio sin RPT 5,7
utilizados. Aluminio con RPT 4,0
Aluminio con RPT-serie alta 1,7
3.1.1. Aislamiento bajo cubierta. Madera 2,0
La menor densidad del aire caliente con respecto al
frío produce éste primero tienda a ocupar la parte Tabla 4. Transmitancia térmica de los vidrios.
superior de los recintos. Esto produce que la mayor Tipología de vidrio U (W/m2k)
parte de la energía térmica se pierda por la cubierta Vidrio bajo emisivo (4-16-4) 1,1
Vidrio doble estándar (6-12-6) 2,8
del edificio.
A este respecto, se prevé la instalación de una manta
de aislamiento térmico de lana de oveja en la cámara 4. ANÁLISIS Y SIMULACIONES
bajo cubierta, sobre el forjado techo planta primera. ENERGÉTICAS.
3.1.2. Aislamiento de fachadas por el exterior. Una vez propuestas, de forma teórica las propuestas
Este sistema permite, además de instalar aislamiento a estudiar, procedemos a la simulación de las
térmico en el edificio, una renovación estética del soluciones y el posterior análisis de los resultados
mismo. Con el fin de mantener la diferenciación de obtenidos.
texturas actual entre los cerramientos de planta baja
y planta primera, se proponen dos sistemas
2

3. Para simular las diferentes configuraciones la potencia de la caldera actualmente instalada en el
constructivas se utilizado el software de modelado y colegio que posee una potencia útil de 235kW.
simulación “Cype Instalaciones”.
Este software permite modelar edificio 4.2. Simulación de Aislamientos.
introduciendo los sistemas constructivos que lo En este punto se analizan los resultados obtenidos
componen, volúmenes, usos de las dependencias, para la simulación de las diferentes tipologías de
horarios de uso, etc. sistemas de aislamiento.
Para llevar a cabo el análisis de los beneficios que
reportan al edificio las diferentes soluciones 4.2.1. Aislamiento bajo cubierta.
constructivas propuestas, en primer lugar, se realiza En primer lugar se ha simulado el edificio
la simulación energética del edificio en su estado introduciendo una capa de aislamiento en la cámara
actual, para posteriormente simular las diferentes bajo cubierta. Se ha realizado el análisis con la
configuraciones y comparar los resultados. incorporación de una manta de lana de oveja (λ =
0,04 W/mk) variando sus espesores. En la “Tabla 5”
4.1. Simulación del Estado Actual del Edificio. se reflejan los resultados obtenidos.
Para simular cómo se comporta el edificio Tabla 5. Resultados de aislamiento bajo cubierta.
realmente, es imprescindible que los datos Situación Cargas Térmicas (kW) % Reducción
introducidos en el software de cálculo se ajusten los Estado Actual 237 -
máximo posible a la realidad. De esta forma, a la 5 cm 221 6%
hora de analizar los beneficios que nos reportan las 10 cm 220 7%
15 cm 219 7%
nuevas soluciones constructivas, podremos
extrapolar dichos resultados al modelo real del
edificio. En base a estos resultados, las siguientes
Para ello, además de introducir la configuración de simulaciones de aislamientos en cerramientos de
las soluciones constructivas, señaladas en el punto fachada incorporarán el aislamiento bajo cubierta
segundo de este informe, se ha prestado especial mediante una manta de lana de oveja de 10 cm de
atención a la configuración de los usos de los espesor.
recintos y de los horarios del colegio, datos que 4.2.2. Aislamiento en cerramientos de fachada.
fueron facilitados por la dirección del centro. En esta simulación se analizan tanto el sistema de
Según la información recopilada, conocemos que el aislamiento por el exterior como el sistema de
sistema de calefacción se pone en funcionamiento aislamiento por inyección.
todos los días a las 8:00 horas y se para a las 16:30 Para el aislamiento exterior el material aislante
horas. Así mismo, conocemos que recintos como el incorporado son paneles de corcho negro (λ = 0,04
salón de actos o la biblioteca se climatizan de forma W/mk) y para el aislamiento por inyección en
esporádica. cámaras de aire se utiliza, como material aislante,
En la “Figura 2” aparecen los resultados de las
celulosa (λ = 0,37 W/mk).
cargas térmicas obtenidos en la simulación del
En la “Figura 3” y la “Figura 4” aparecen,
estado actual del edificio.
respectivamente, los resultados referentes a cada una
de las soluciones anteriores.
Cargas térmicas
kW 237
250 kW Cargas térmicas de calefacción
240
200
Calefacción 230 237
150
92
220
100 Refrigeración
Calefacción
50 210
213
210 209 208
0 200 207
Figura 2. Cargas térmicas del estado actual. 190
Estado actual2 cm 4 cm 6 cm 8 cm 10 cm
Obtenidos los resultados de la simulación, Figura 3. Cargas térmicas de aislamiento exterior.
tomaremos el valor de las cargas térmicas de
calefacción de 237kW como referencia para evaluar
a continuación el comportamiento de las soluciones
propuestas. Las cargas de refrigeración se
desestiman ya que un colegio basa la gran parte de
su actividad en las estaciones más frías.
Cabe destacar que el resultado obtenido de 237kW
para las cargas de calefacción se asemeja bastante a
3

4. Cargas térmicas de calefacción kW
kW 237
237 240
240
230
230
220
220 210
210
210 Calefacción 200 194 195
200 190
190 180
Estado actual 4cm aislamiento 4cm aislamiento
Estado actual 4 cm exterior + DV Aluminio inyectado + DV Aluminio
Figura 4. Cargas térmicas de inyección en cámaras. Cargas de Calefacción
Figura 5. Resultados de aislamiento y carpinterías.
4.3. Simulación de Carpinterías.
En este apartado estudiamos la variación de las A modo de resumen, a continuación se muestran
cargas térmicas en función de la tipología de en la “Tabla 7” los porcentajes de reducción de las
carpinterías. soluciones seleccionadas, con las que se seguirá
En primer lugar se ha realizado un estudio para la trabajando en los siguientes capítulos.
elección de la colocación de los vidrios. El objeto de
esta simulación es conocer, según el tipo de vidrio, Tabla 7. Resumen de resultados de simulaciones.
Situación Cargas Reducción
cuál nos ofrece mejores prestaciones en función de
(kW) (%)
la orientación. De forma que se ha simulado por una Estado actual 237
parte la instalación de vidrios dobles con uno bajo Aisl. Bajo cubierta 10 cm 221 7%
emisivo en todos los huecos y, por otra parte, la Aisl. Ext. 4 cm + Bajo cub. 210 11%
10cm
instalación de vidrios dobles estándar en
Inyección 4 cm + Bajo cub. 10 211 11%
orientaciones sur y bajo emisivos en orientaciones cm
norte. En este supuesto hemos obtenido que la Aisl. Ext. 4 cm + Bajo cub. 194 18%
configuración de vidrio bajo emisivo a norte y 10cm + DV aluminio
Inyección 4 cm + Bajo cub. 10 195 18%
estándar al sur nos reporta un 3% más de reducción
cm + DV aluminio
de cargas.
Posteriormente a este análisis, simulamos todas las Como podemos comprobar en la tabla anterior,
tipologías de carpinterías. Los resultados de la llevando a cabo una actuación sobre el total de la
simulación aparecen en la “Tabla 6”. envolvente térmica del edificio, se ha obtenido un
Tabla 6. Resultados de carpinterías reducción de las cargas térmicas de calefacción de
Situación Cargas Térmicas Reducción hasta un 18%, tanto para el sistema de aislamiento
(kW) (%) por el exterior como el de inyección de aislamiento
Estado Actual 237 - en cámaras de aire.
DV Aluminio 221 7
DV Aluminio RPT 220 7 Cabe destacar, que llevando a cabo la ejecución de
DV Alum. RPT- 218 8 un aislamiento en la cámara bajo cubierta llegamos a
alta gama obtener hasta un 7% de reducción de las cargas, lo
Madera 221 7
cual resulta muy interesante, ya que se trata de una
*DV: doble ventana.
solución de fácil ejecución en obra.
Las soluciones constructivas de la tabla serán las
4.4. Simulación de Aislamientos y Carpinterías.
utilizadas más adelante en el estudio de viabilidad
Una vez analizadas por separado las soluciones de económica.
aislamiento y carpinterías. En este apartado se
realiza una simulación conjunta, escogiendo las
hipótesis que se han considerado más adecuadas de
5. INTEGRACIÓN DE RENOVABLES
las anteriormente simuladas. Este estudio de integración de energías renovables se
Así pues, vamos a comparar dos supuestos. Ambos centra exclusivamente en la sustitución del equipo
dos tienen en común el aislamiento bajo cubierta de de generación de energía térmica para calefacción.
10 cm de espesor con manta de lana de oveja y la Se va a evaluar la instalación de una caldera de
carpintería de aluminio con doble ventana. La única biomasa alimentada con pélets como material
variación entre ambos va a ser el sistema de combustible.
aislamiento en cerramientos de fachada. El primero El objetivo a conseguir con esta actuación es doble.
de ellos mediante aislamiento de 4 cm de espesor Por una parte reducir el importe anual que invierte el
por exterior de panel de cocho negro y el segundo Ayuntamiento de la localidad en calefacción para el
con aislamiento de 4 cm de espesor de celulosa. La colegio. Por otro lado, con la implantación de una
“Figura 5” refleja los resultados obtenidos en la instalación de biomasa se consiguen reducir las
simulación.
4

5. emisiones de CO2 que se vierten a la atmósfera en el 5.1.4. Dimensionado del silo.
proceso de combustión. En primer lugar necesitamos conocer el volumen
La biomasa se considera una fuente de energía necesario de combustible para abastecer los 94.819
renovable, no sólo porque es inagotable cuando se kWh/año de consumo de energía anteriormente
utiliza de forma sostenible, sino que, además, se calculados. Para ello conociendo el poder calorífico
considera que sus emisiones de CO2 son nulas, ya del pélet (4,3kWh/kg) podremos calcular el número
que el CO2 emitido por los vegetales durante su de kilogramos necesarios, según la “Ecuación (2)”
combustión, es el mismo que el CO2 captado durante
su crecimiento y metabolizado para generar sus P (kg) = E (kWh/año) · PCI (kWh/kg) (2)
propios tejidos. A este proceso se le conoce como el
ciclo neutro del Carbono. Según la ecuación, necesitaremos 22.049 kg de pélet
para suplir el consumo medio de energía anual.
5.1. Instalación de Calefacción Actual. El siguiente paso será calcular el volumen de
Actualmente el colegio dispone de una instalación almacenamiento. De forma que, conociendo el peso
de calefacción con sistema bitubular con radiadores (kg) necesario anual de combustible y la densidad
de hierro fundido. El equipo de generación de del combustible (1.120 kg/m3), obtendremos el
energía es una caldera de gasóleo C, con una volumen (m3) de combustible necesario para un año,
potencia útil de 235 kW. según la “Ecuación (3)”.
También es conocido el consumo medio anual de
combustible, facilitado por la dirección del centro. V(m3) = P (kg) / Densidad (kg/m3) (3)
Este consumo varía entre 9.000 y 10.000 litros de
gasóleo C anuales, en función de la dureza de los De esta forma obtenemos que será necesario un
inviernos. Para el estudio se ha seleccionado un volumen de almacenamiento de 20 m3 de pélet para
consumo anual de 9.500 litros. suplir las necesidades de consumo de energía
En base a los litros anuales consumidos y el poder térmica de calefacción actuales del edificio.
calorífico del combustible (9,98 kWh/l), según la Ante la imposibilidad de disponer de tal volumen de
“Ecuación (1)”, obtendremos el consumo de energía almacenamiento, se ha optado por proyectar un silo
anual en kWh. de almacenamiento de 12 m3, de manera que serán
necesarias dos recargas anuales de combustible.
E (kWh)= Litros (l) · PCI (kWh/l) (1)
6. VIABILIDAD DE LAS
De esta forma, obtenemos que el colegio tiene un SOLUCIONES ESTUDIADAS.
consumo medio anual de 94.810 kWh/año.
5.1.1. Elección de la caldera. Una vez estudiadas y analizadas energéticamente las
soluciones propuestas, tanto en lo que a envolvente
La potencia de la caldera se asemejará a la potencia térmica se refiere, como al sistema de generación de
de la actualmente instalada. Se ha optado por energía, por último se analiza económicamente la
seleccionar una caldera con una potencia útil de 200 viabilidad de estas actuaciones, tomando como
kW. La razón por la que se ha reducido la potencia referencia inicial los consumos anual real del
con respecto a la actual es porque irá apoyada con la edificio objeto de estudio.
instalación de un depósito de inercia, que nos A modo de resumen, en este punto se van a presentar
proporciona un mayor rendimiento global del las soluciones que ofrecen una mayor viabilidad, en
sistema. función de las posibilidades y necesidades del
5.1.2. Elección del combustible. edificio.
El combustible seleccionado es el pélet, por ser
6.1. Datos de partida.
actualmente el más comercializado, porque posee En primer lugar se considera un consumo real anual
unas buenas propiedades térmicas y porque se de 9.500 litros de gasóleo C. Esto supone una
adapta perfectamente a la disponibilidad del espacio energía de 94.810 kWh/año.
disponible para su almacenamiento. El precio del gasóleo, se estima en 0,986 €/l. El
5.1.3. Sistema de almacenamiento. precio del pélet según e en 169€/t. Estos precios se
Se ha optado por la construcción de un silo de obtienen de los publicados por el IDAE
almacenamiento de obra ya que el colegio dispone mensualmente.
del espacio necesario para su ejecución. Este se También se deben tener en consideración las
encontrará anexo a la sala de calderas. El sistema de inversiones necesarias para acometer las soluciones
almacenamiento constará de un suelo inclinado a dos propuestas. En la “Tabla 8” aparece el importe de los
aguas, con un tornillo sinfín en la zona inferior que presupuestos de ejecución material (PEM) realizados
alimentará a la caldera. para cada solución.
5

6. Por una parte, mediante las actuaciones en la
Tabla 8. Presupuestos de ejecución material. envolvente térmica del edificio conseguimos reducir
Solución PEM (€)
las demandas energéticas del mismo, y además
Aislamiento exterior 88.000
Aislamiento por inyección en cámaras 26.000 otorgamos un mayor grado de confort en las
Aislamiento bajo cubierta 14.000 estancias, eliminando efectos indeseados como el de
Carpinterías 57.000 “pared fría”.
Biomasa 35.000
Por otra parte, la implantación de una instalación de
biomasa nos aporta unos ahorros económicos en las
En base a estos factores expuestos se calculará el facturas de consumo de energía anual, y además
periodo de retorno de la inversión, en función del contribuimos a la reducción de emisiones de CO2 en
importe anual (€) que el colegio asume y los ahorros el proceso de combustión.
generados por las inversiones. En base a estas observaciones y los resultados
En base a estas premisas se han obtenido los obtenidos, para un edificio de estas características
resultados reflejados en la “Tabla 9”. sería interesante llevar a cabo una actuación
conjunta, que aunase actuaciones en la renovación
Tabla 9. Resumen de viabilidad de supuestos
Ahorro Periodo de de la envolvente térmica del edificio así como en la
anual retorno sustitución y mejora de los equipos o sistemas de
Supuesto
(%) (años) generación de energía térmica.
60 6,5
Biomasa
11 99 8. AGRADECIMIENTOS.
Aisl. Exterior + bajo cubierta
11 39 El autor de este artículo agradece al Excmo.
Aisl. Inyección + bajo cubierta
Ayuntamiento de Albalate del Arzobispo, a su
65 21
Aisl. Ext + bajo cubierta + Biomasa Alcalde D. Antonio del Río Macipe y Personal
65 11 Administrativo, así como al Arquitecto Alberto
Aisl. Iny. + bajo cubierta + Biomasa
Aisl. Iny. + bajo cubierta + 18
Monreal y al tutor del proyecto Enrique Cano Ontina
67
Carpinterías + Biomasa su colaboración en la realización del proyecto.
63 8
Aisl. Bajo cubierta + Biomasa
En base a los resultados obtenidos vemos como, en
todas las soluciones, para conseguir un periodo de
retorno más o menos bajo, es preciso llevar a cabo la
instalación de un sistema de biomasa. Esto se debe a
que mediante la instalación de biomasa conseguimos
unos ahorros económicos muy importantes debido a
la gran diferencia entre el precio del gasóleo y la
biomasa. No parece que, una solución sin la
implantación de un nuevo sistema de generación de
energía, en este caso biomasa, pudiera llevarse a
cabo con el objetivo de conseguir una reducción en
los importes anuales de consumo de energía.
7. CONLCUSIONES.
A la hora de abordar un proyecto de rehabilitación
de tales magnitudes, y estudiar las diferentes
soluciones que se podrían llevar a cabo para la
consecución de unos objetivos marcados, resulta
imprescindible analizar las soluciones en función de
las posibilidades y necesidades, del edificio, de
llevarse a cabo una actuación.
En este estudio se han analizado los beneficios que
aportan diferentes soluciones introducción de
aislamiento térmico en la envolvente térmica del
edificio, diferentes sistemas de carpinterías, así
como la implantación de una caldera de biomasa en
el edificio analizado.
6