Margarita san valentín. memoria tfm

2
página 6
[ fase I ] EN GRUPO
ACV
página 52
[ fase II ] INDIVIDUAL
SIMULACIONES E INERCIA

3
El presente Trabajo Final de Máster
representa un esfuerzo en el cual
participaron, directa o indirectamente,
distintas personas y entidades a las que
creemos necesario mencionar en estas
primeras líneas.
En primer lugar agradacecer a la
Cátedra de Madera y a la Universidad
de Navarra por la oportunidad otorgada
gracias al concurso PFC a través del cual
hemos tenido acceso al Máster en Diseño
y Gestión Ambiental de Edificios (MDGAE).
Dentro del entorno del Trabajo Fin de
Máster, agradecer la inestimable ayuda
aportada por Energiehaus y la empresa
de ingeniería Progetic. Desde el director
y profesor del MDGAE, Micheel Wassouf,
pasando por todo su equipo formado
por Angelika Rutzmozer, Martín Amado
y Marta Trigás; además de los ingenieros
que integran la empresa Progetic, en
especial atención a Oliver Style.
De igual modo destacar el empuje
inicial en el estudio de Análisis de Ciclo de
Vida (ACV) aportado por el arquitecto
experto en la materia Gerardo Wadel.
Agradecimientos

4
Nota aclaratoria
En este escrito a modo introductorio
pretendemos explicar las premisas a las
que se ciñen el Trabajo Final de Máster, de
aquí en adelante TFM, correspondiente
al Máster en Diseño y Gestión Ambiental
de Edificios (MDGAE) impartido por la
Escuela de Arquitectura de la Universidad
de Navarra y realizado en el curso
académico 2014-2015.
El presente TFM se estructurará a partir
de dos fases claramente diferenciadas:
una primera realizada conjuntamente
entre Margarita de San Valentín y Laura
Tur, a la que seguirá una segunda fase
realizada de manera individual.
En la primera de las etapas del TFM se
harealizadounAnálisisdeCiclodeVida,al
cual nos referiremos como ACV, enfocado
a la edificación, concretamente a una
vivienda unifamiliar aislada en parcela y
[ FASE I ] EN GRUPO
Análisis económico y de impacto
ambiental de una vivienda objeto de
estudio con el estándar PH Premium y con
CTE en tres indicadores: € [LCC], kgCO2
y MJ [LCA].
[ FASE II ] INDIVIDUAL
Estudio comparativo de dos vivienda
objeto de estudio, un caso rehabilitación
y un segundo de obra nueva a través de
una simulación estática, una simulación
dinámica y monitorización con datos
reales.
Análisis de la influencia de la Inercia
térmica en las vivienda objeto de estudio
con simulación dinámica.

5
demanda del edificio.
El lugar físico donde se ha llevado a
cabo la totalidad del TFM corresponde
al despacho Energiehaus de Barcelona,
el cual basa su ejercicio profesional en
el desarrollo de edificios pasivos según
el estándar Passivhaus aplicado a climas
cálidos. El equipo dirigido por Micheel
Wassouf y su socia Angelika Rutzmoser,
ambos arquitectos, está compuesto
ademásporotraarquitectayunarquitecto
técnico. El estudio trabaja conjuntamente
con un equipo de ingenieros asociados,
Progetic, con los que realizan la mayoría
de proyectos.
situada en la provincia de Gerona a la
que denominaremos Casa-P. Gracias al
hilo conductor de la vivienda unifamiliar,
se han llevado a cabo estudios ACV de
forma paralela y de mayor profundidad
en aquellos elementos constructivos que
suponen un mayor impacto ambiental
en una construcción tipo Passivhaus,
como son los aislamientos térmicos y
las carpinterías. De igual modo se han
estudiado los plazos de amortización
económica y el impacto que representa
una construcción según el estándar
Passivhaus en la superficie útil.
Por lo que respecta a la segunda
fase, se ha seguido dentro del ámbito
Passivhaus pero enfocado desde otro
punto de vista de estudio. En primer lugar,
se escogen dos viviendas; un proyecto de
obra nueva, la casa Palau de la cual se
encargará Margarita San Valentín y una
construcción rehabilitada, la casa MZ
que será objeto de estudio de Laura Tur.
El objetivo será realizar una comparación
entre los resultados de simulación a través
de las herramientas PHPP y Design Builder,
para finalmente establecer relaciones
entre ambos y los datos de monitorización.
Posteriormente, plantearemos un estudio
de cómo la influencia de la inercia de
los elementos constructivos afecta a la

6
[ fase I ] ACVEN GRUPO
[ FASE I ] EN GRUPO
Análisis económico y de impacto
ambiental de una vivienda objeto de
estudio con el estándar PH Premium y con
CTE en tres indicadores: € [LCC], kgCO2
y
MJ [LCA].

7
Índice
Agradecimientos
Nota aclaratoria
[ FASE I ] ACV. EN GRUPO
1. INTRODUCCIÓN 10
1.1. Objeto y objetivos 11
1.2. Justificación e interés del tema 14
1.3. Metodología del desarrollo 15
2. DESARROLLO DEL TRABAJO 18
2.1. Metodología 19
2.2. Fase de Fabricación (hoja de cálculo) 21
2.3. Fase de Uso (PHPP) 24
2.4. Comparativas 28
3. EVALUACIÓN DETALLADA ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS 30
3.1. Estudio de aislantes térmicos 31
3.2. Estudio de carpinterías 39
4. AMORTIZACIONES 44
4.1. Amortización económica 44
4.2. Amortización de superficie 45
5. CONCLUSIONES 49
6. BIBLIOGRAFÍA 50
7. ANEXOS 52
7.1. Documentación Casa-P
7.2. Fase de fabricación. Cálculo propio
7.3. Fase de Uso. PHPP
7.4. DAP
7.5. Datos de SimaPro

8
FASE I. ACV
1
Introducción

9
1. INTRODUCCIÓN
El objetivo del presente estudio
es analizar desde el punto de vista
económico y medioambiental una misma
geometría con dos vestidos diferentes. El
primero siguiendo el estándar Passivhaus
(PH) y el segundo cumpliendo el Código
Técnico de la Edificación (CTE). Dentro
del vestido del CTE, estudiaremos
dos variantes: la primera para unas
transmitancias orientativas, a las que nos
referiremos como U-orientativas1
y una
segunda variante para transmitancias
límites, a las que llamaremos U-límites1
.
El motivo de que estudiemos la
vivienda en dos rangos de transmitancias
es debido a que el CTE establece
unos valores límites por encima de los
cuales no puede existir ningún elemento
constructivo, puesto que si no, no se
estaría cumpliendo la normativa. Sin
1.1
Objeto y objetivos
embargo, cuando se introducen dichos
valores límites en programas informáticos
exigidos también por la normativa
como es la herramienta unificada Lider-
Calener, existe la posibilidad de que
estas transmitancias límites sobrepasen la
demanda límite de energía exigida en el
Documento Básico de Ahorro de Energía.
Por otro lado, si desde un primer momento
optamos por los valores orientativos, es
muy probable que no nos encontremos
con dicho problema a posteriori.
El objeto de estudio escogido es la
Casa-P una vivienda unifamiliar aislada en
parcela urbana situada en la provincia de
Gerona que actualmente se encuentra
en fase de proyecto. Ésta se está
proyectando con el estándar Passivhaus
Premium, por tanto partiremos de estos
datos y adaptaremos el proyecto para
cumplirlasexigenciasenergéticasdelCTE,
más laxas que la primera en cuestiones
energéticas. El concepto Premium son
unos nuevos valores que están surgiendo
1 Código Técnico de la Edificación, DB-HE

10
en el entorno Passivhaus a través del
cual se pretende designar a aquellas
viviendas Passivhaus autosuficientes, es
decir, desconectadas de la red.
El terreno en el que se implanta
la edificación presenta un desnivel
pronunciado, hecho que conlleva la
construcción de una planta sótano que
tendrá las funciones de garaje, almacén,
ubicación de instalaciones y acceso
a la vivienda. Al margén del acceso, el
resto de estancias estarán fuera de la
envolvente térmica por lo que no serán
consideradas a efectos de cálculo.
La vivienda consta de 363,74 m² de
superficie útil. La mayor parte de esta
superficie se distribuye en dos plantas
sobre rasante. En la planta baja se ubican
los espacios de día, un salón - comedor
- cocina (todo en un mismo ambiente
separado por un pequeño desnivel), así
como un aseo de cortesía, un vestidor y
un área de servicios. Si accedemos a la
planta superior encontramos la zona de
noche repartida en tres dormitorios y dos
baños. Esta planta adquiere un mayor
volumen que la planta baja gracias a la
sección a dos aguas presente a lo largo
de toda la vivienda.
Por lo que respecta a los materiales,
la separación en el uso de las plantas se
representa en fachada gracias a una
planta baja a base de hormigón armado
visto que sirve de zócalo visual a una
primera planta revestida con acabado
final de madera de alerce.
FASE I. ACV
Esta distinción también se aprecia
en los aislantes dado que el hormigón va
acompañado de Poliestireno Expandido
(EPS) mientras que la planta superior,
de igual modo que la cubierta, están
conformadas por un panel sandwich con
un núcleo de aislante de celulosa.
El objetivo principal en el diseño
de la vivienda es que se trate de
una construcción autosuficiente,
desconectadaporcompletodelared.Por
esta razón, estamos ante una volumetría
compacta en la que se ha procurado
mantener una orientación claramente
norte-sur, situando en la fachada sur
amplias aberturas que faciliten la
captación solar en invierno. Asimismo,
gran parte de la superficie de cubierta se
ha destinado a la colocación de paneles
solares fotovoltaicos los cuales se verán
apoyados por un generador eléctrico
situado en la planta sótano para aquellos
días de mayor demanda.
Como toda Passivhaus, la Casa-P
presenta un sistema de calefacción
a través del aire de ventilación el
cual será calefactado mediante una
batería eléctrica y acompañado de
un recuperador de calor. Por motivos
de higiene, esta recuperación de calor
funcionará con aire 100% exterior, esto
quiere decir que el aire que se introduzca
en la vivienda no se cruzará físicamente
en ningún momento con el aire que se
extraiga del interior, pero sí aprovechará
su temperatura.

12
FASE I. ACV
Actualmente todos los esfuerzos
en materia de construcción sostenible
están enfocados principalmente al
ahorro energético en la fase de uso.
Contentándose con la reducción de
impactos sólo en esta fase y obviando el
resto del proceso que supone una nueva
construcción o una rehabilitación.
Es interesante que una vez logrado
un cada vez menor consumo energético
se tenga un conocimiento cada vez
mayor de cuál es impacto ambiental
global. Puede que los esfuerzos y el
interés en el ahorro energético empezara
por cuestiones medioambientales pero
actualmente su logro se debe al ahorro
económico que supone la reducción de
la energía, cada vez más escasa y cara.
Del mismo modo, es importante volver
a enfocar el problema con una visión
global pero siempre teniendo en cuenta
si ésta es viable económicamente ya que
los contratistas y clientes primaran siempre
el punto de vista económico antes que el
sostenible.
Un contratista puede no estar
dispuesto a aumentar el espesor de
aislamiento de su construcción, ya que la
pérdida de superficie útil que ocuparía el
nuevo aislante haga que venda viviendas
de menor superficie o que pierda metros
cuadrados útiles en parcela. Puede ser
también que el ahorro energético nunca
llegue a amortizar la pérdida de esos
metros si la construcción se levanta en una
zona donde el precio por metro cuadrado
sea elevado. En nuestro caso de estudio,
esta problemática no se ve de manera
tan acusada ya que se trata de una
vivienda unifamiliar donde el propietario
puede modificar la línea de fachada de
la vivienda sin problema alguno sobre la
parcela. Sin embargo, en el caso de una
parcela urbana, el grueso de aislante
añadido siempre restará superficie útil a
la construcción dado que no se podrán
sobrepasar los límites de parcela.
Incluir la fase de construcción
(producción de los materiales y puesta
en obra), permitirá evaluar si el supuesto
beneficio económico que supondría el
ahorro energético es superior al coste
de producir materiales más tratados o
derivados del petróleo. Por ejemplo,
incrementar el espesor del aislante
de una vivienda puede mejorar el
comportamiento térmico de edificio
durante su fase de uso y por tanto reducir
la emisiones de CO2
al consumir menos
energía. Pero si este aislante es, por
ejemplo, un derivado del petróleo puede
ser que producir este material suponga
un número elevado de emisiones de CO2
que no llegue a compensar la reducción
de kgCO2
que supondría el ahorro
1.2
Justificación del tema

13
1. INTRODUCCIÓN
El objetivo es partir de un enfoque rico
y amplio, por tanto bastante ambicioso,
para alcanzar una discusión completa.
Tristemente tenemos un tiempo y unos
recursos limitados, por tanto acotaremos
los indicadores y dejaremos cuestiones
abiertas para futuras investigaciones.
El objetivo es obtener resultados en
los siguientes aspectos:
- Beneficios de Impacto ambiental
(LCA)
energético durante la fase de uso.
El análisis de ciclo de vida es también
útilparaacabarconlascostumbresdeusar
ciertos materiales por inercia, obviando
que seguramente haya alternativas más
sostenibles y económicas.
Por ello este estudio es interesante
en tanto en cuanto permite cuantificar
el impacto medioambiental global
realizando una contabilidad completa
del consumo de recursos y de la emisión
de residuos asociados al ciclo de vida
total del edificio, resumiéndose en sus
fases de fabricación y uso.
1.3
Metodología del desarrollo
- Beneficios económicos (LCC)
En este estudio se elegirán tres
indicadores principales para poder
analizar y comparar los resultados:
- Emisiones de CO2
(kgCO2
)
- Energía embebida (MJ)
- Coste económico (€)
Se eligen estos indicadores principales
pues son los más representativos para el
Análisis de Ciclo de Vida (LCA: Life Cycle
Assessment) y el Análisis de Ciclo de
Costes (LCC: Life Cycle Cost).
Alolargodelaevolucióndelconcepto
de sostenibilidad, los indicadores más
considerados han sido energía embebida
y emisiones de CO2
. Entendemos
por energía embebida a la energía
total consumida para la construcción
de un edificio. Contemplando así la
energía empleada en los procesos de
fabricación de los productos o materiales
utilizados para la construcción, la energía
consumida por el transporte de estos
materiales a obra y la energía utilizada
por la maquinaria en la ejecución de las
distintas unidades de obra. El concepto
de emisiones de CO2
suele denominarse
también como huella de carbono. De
este modo, la huella de carbono de un
edificio cuantifica el total de los Gases
de Efecto Invernadero (GEI) emitidos a
consecuencia de la construcción de
dicho edificio medido en masa de CO2
equivalente.

14
Contemplados estos aspectos, con
esta investigación se quiere conocer cuál
es el impacto ambiental que representa
la construcción de la vivienda objeto de
estudioysiéstaesviableeconómicamente.
Es decir, conocer el coste ambiental
y económico real de los dos vestidos.
Probar si la inversión inicial producida
en la fase de producción de materiales
es amortizada con el ahorro energético
de la fase de uso, gracias a una mayor
inversión en materiales e instalaciones más
eficientes y probablemente más caros en
la fase inicial del proyecto. También será
objeto de estudio saber cuánto tardará
en recuperar lo invertido para comprobar
su viabilidad económica a través de una
amortización simple. Además de una
amortización en superficie para conocer
con exactitud en el caso de la Casa-P
cuántos metros cuadrados se pierden por
causas del aislante.
Para realizar estos análisis de impacto
de la fase de fabricación, existen muchas
bases de datos, algunas con información
más detallada en algunos aspectos o más
fiable o más enfocada a ciertas partes
del mundo, climas o procesos.
Por ello no existe una base de datos
universal e infalible sobre la que podamos
apoyarnos.Tambiénexistengrancantidad
de programas especializados, algunos
más potentes y caros y otros más básicos
pero de acceso gratuito. Sin embargo
estas potentes herramientas no nos dejan
introducir exactamente el material que
deseamos, funcionan como cajas negras
y están más enfocadas al análisis de
un único producto como podría ser el
caso de una Declaración Ambiental de
Producto (DAP) en lugar de un proceso
constructivo como trata nuestro caso,
siendo éste un sistema más complejo
que requiere la posibilidad de interpretar
y manejar directamente estas diversas
bases de datos en lugar de generar un
informe automatizado que resulte de una
introducción de datos mecanizada.
Por ello es más interesante que
realicemos una labor artesanal,
creando nuestro propio traje a medida.
Realizaremos nuestro propio cálculo
con las variables antes mencionadas
apoyándonos en diferentes bases de
datos hasta lograr el material más exacto
posible. Como el tiempo y los recursos
que tenemos son limitados partiremos de
tres fuentes principales de información:
- La base de datos BEDEC del ITeC
- Las Declaraciones Ambientales de
Producto (DAP), dado que presentan
unos datos ambientales rigurosos y
contrastados, pero no económicos, los
precios se complementarán con el iTeC),
-LabasededatosICEdelaUniversidad
de Bath
Nos apoyemos en una hoja de cálculo
Excel para introducir nuestros valores. De
esta forma podremos realizar nuestro
propio razonamiento y sacar nuestras
propias reflexiones obteniendo unas
conclusiones más afinadas, controlando
más el origen de los datos y obteniendo
un análisis más cercano a la realidad de
FASE I. ACV

15
nuestro caso de estudio. Evitamos así la
caja negra que son los programas de
análisis de ciclo de vida como SimaPro o
Gabi.
Realizaremos primero un estudio
cuantitativo y un segundo cualitativo. El
primero nos dará una visión global de la
situación y nos permitirá enfocarnos en
las partidas o materiales más conflictivos
para luego estudiarlos más en detalles en
un estudio cualitativo.
Elegimos como punto de partida la
base de datos del ITeC (Instituto de la
Tecnología de la Construcción) ya que
es la base de datos más completa y más
próxima a nosotros geográficamente. Lo
que resulta especialmente interesante de
esta información es que cada material
viene desglosado por partidas y a algunas
partidas se les ha asignado un peso en
kg o un volumen en m3. A partir de esa
información nosotros podemos generar
un análisis simplificado. El arquitecto
es un gestor de materia y es por tanto
esencial que sepa que cantidades está
manejando y que repercusión tienen, es
decir saber cuanta materia tiene entre
manos. Trabajando con los datos en Kg
o m3 sabemos exactamente cuanto
material estamos manejando. Si sólo
trabajásemos en m² introduciríamos
márgenes de error importantes. Este fue
el caso de los aislante, los datos venían
en m² sin tener en cuenta los espesores,
para estos casos ponderamos los datos
para saber cuanto impacto supondría
1m3 de ese material y luego aplicarlo a
los m3 de ese material que tuviésemos en
el edificio.
La base de datos del ITeC sólo recoge
los materiales de construcción más
comunes de nuestro entorno geográfico.
Paraelrestousamosotrasbasesaccesibles
para nosotros como es la base de datos
ICE (Inventory of Carbon and Energy)
de la Universidad de Bath. Aunque
nuestra principal fuente de información
alternativa al ITeC fueron los DAP o EPD (en
sus siglas inglesas, Environmental Product
Declaración). Algunos DAP’s daban
datos desconcertantes como fue el caso
de los aislantes y las carpinterías. Por ello
realizamos un estudio comparativo aparte
para obtener el dato más coherente
posible. Presentaremos los resultados de
este estudio más adelante.
Para la fase de uso usaremos la
simulación estática de la herramienta
Passivhaus, PHPP.
1. INTRODUCCIÓN

16
2
Desarrollo del trabajo
FASE I. ACV

17
2.1
Metodología
2. DESARROLLO DEL TRABAJO
El objeto de análisis es la construcción
de una vivienda unifamiliar.
La unidad funcional será un espacio
de uso residencial con las siguientes
condiciones de confort:
- Verano 25ºC  (máximo)
- Invierno 20ºC  
- Horario de funcionamiento: 24h
 En cuanto a la definición de límites
se tendrán en cuenta las siguientes dos
fases:  
- fase de fabricación (producción de
los materiales de la cuna a la puerta)
- fase de uso (a 50años)
Las siguientes fases son igualmente
interesantes para nuestro análisis pero
tiene una menor repercusión en el global
y existen menor cantidad de información
accesible, por tanto las dejaremos de
momento en un segundo plano para
futuras investigaciones:
- Transporte
- Mantenimiento
- Fin de la vida útil (reutilización,
reciclado, deconstrucción o demolición)
- Disposición final de los residuos
Para la fase de fabricación tuvimos
en cuenta lo siguiente:
La definición de los criterios que se
tendrán en cuenta para los flujos de
inputs serán:  
- Materias primas
- Consumo de agua
- Consumo de energía
para los flujos de outputs serán:  
- Productos
- Emisiones de CO2
- Residuos
Nuestro esquema de caja en el que las
flechas representan flujos y los cuadrados
sistemas para la fase de fabricación será
el siguiente:

18
Escogimos para nuestro estudio las
partidas más significativas en cuanto a
dos criterios: primero su presencia material
en la obra y segundo por su influencia
en la eficiencia energética y las posibles
diferencias para los vestidos de PH, CTE
U-Orientativos y CTE U-Límites. Las partidas
que analizaremos serán:
1. Cimentación
2. Estructura
2.1 Madera
2.2 Hormigón
2.3 Metálica
3. Cubierta
3.1 Acabado Exterior
3.2 Aislante
4. Envolvente
4.1 Acabado exterior
4.2 Aislante
5. Particiones Interiores
6. Acabados
6.1 Pintura
6.2 Trasdosados
6.3 Pavimentos
6.4 Falso techo
7. Aislantes
8. Activas
8.1 Ventilación principal Aire-Aire
(con batería)
8.2 Ventilación secundaria
(chimenea)
8.3 Agua Caliente Sanitaria (AC
S) con bomba aeroterma
8.4 Electricidad con paneles
fotovoltaicos
9. Mobiliario de baño
Las partidas de cimentación,
estructura y acabados fueron escogidas
para el análisis por el volumen que
representan en el total de la obra. Las
partidas de envolvente y cubierta por su
contenido en aislante y carpinterías, uno
de los principales elementos para lograr
una buena eficiencia energética y por
la tanto la principal diferencia entre los
diferentes vestidos que analizaremos.
Separamos la partida de aislante del
resto en el documento Excel para facilitar
nuestras operaciones, pues ésta será la
principal diferencia entre nuestro vestido
Passivhaus y el CTE.
Para la fase de uso se obtendrán los
datos de la simulación de la herramienta
Passivhaus, PHPP.
Nosotras debido al tiempo y la
información accesible escogeremos
tan sólo dos de estos indicadores el
de potencial de calentamiento global
(kgCO2) y la energía embebida (MJ).
Ya que estos son los indicadores más
significativos para estos procesos.
FASE I. ACV

19
2.2
Fase de Fabricación (hoja
de cálculo)
2. DESARROLLO DEL TRABAJO2. DESARROLLO DEL TRABAJO
Como ya hemos dicho anteriormente
realizamos nuestro propio cálculo de
emisiones de CO2 en KgCO2, energía
embebida en MJ y coste en € con nuestra
propia hoja de Excel.
A continuación presentaremos los
resultados correspondientes a la fase
de fabricación para los dos aislantes
analizados: celulosa y EPS y en los
tres vestidos elegidos: Passivhaus, CTE
U-Orientativos y CTE U-Límites. En
apartados posteriores mostraremos los
resultados análogos para la fase de uso y
finalmente juntaremos ambas fases para
ofrecerresultadosnetosyversilaeficiencia
energética compensa económicamente
y medioambientalmente o si una opción
intermedia es la mejor solución.
Recordemosquelafasedefabricación
en nuestro estudio comprende el proceso
de fabricación de materiales o productos
de construcción desde la cuna a la
puerta de la fábrica.
A continuación mostramos el
resultado gráfico de la fase de fabricación
correspondiente al aislamiento de
celulosa desglosado por partidas en
los tres vestidos analizados: Passivhaus
(PH), CTE U-Orientativos y CTE U-Límites.
Las partidas de movimientos de tierras,
estructura, acabados y mobiliario son
idénticas en los tres casos ya que PH
y CTE se diferencia en los aislantes y las
carpinterías, comprendidas dentro de
las partidas de envolvente y las medidas
activas.
A grandes rasgos se puede observar
que en cuestiones económicas la partida
más importante es la de estructura
seguida de envolvente y acabados.
Esto se debe a la cantidad de material
que comprenden, son las partidas más
grandes de la obra. En el caso de CTE
U-Límites la estructura es más cara que
la envolvente en comparación a los
dos casos anteriores, esto se debe a la
disminución de aislante que esta solución
propone.
2.2.1
Fase de fabricación-
Celulosa

20
Dentro de las partidas donde si se
observadiferenciasesigueunaprogresión
lógica descendente, siendo la más cara
la opción de PH y la más económica
el vestido CTE menos exigente, el CTE
U-Límites.
El indicador de energía embebida
muestra la misma tendencia que el
económico. Las partidas más importantes
vuelven a ser las de estructura,
acabados y envolvente por las razones
anteriormenteescritas.Laspartidasmenos
significativas son: mobiliario, particiones
interiores y movimiento de tierras. Se
observa como el vestido Passivhaus se
diferencia notablemente del resto en
las partida de envolvente. Esto se debe
a mayor presencia de elementos en la
construcción y a que la carpintería, que
como explicaremos más detalladamente
en el apartado 4.2 carpinterías, usamos
un DAP que presenta unos valores altos
de energía embebida y más bajos en
KgCO2 que el empleado para CTE.
La gráfica de emisones de CO2
muestra algunos cambios significativos
como que la partida más importante
después de estructura son activas y
acabados. Las menos impactantes son
mobiliario y particiones interiores, seguidos
de movimientos de tierras y envolvente.
La envolvente tiene menor impacto
porque las DAP de carpinterias fijan
FASE I. ACV

22
Los resultados obtenidos en el
análisis de vida sustituyendo el aislante
de celulosa por EPS muestran la misma
tendencia que los gráficos anteriores,
por tanto sólo los presentaremos y no los
describiremos.
Sin embargo resulta interesante
realizar una comparativa en porcentaje
que muestre la diferencia entre ambas
opcionesquemostraremosenelapartado
2.4 comparativas.
valores inferiores que los de MJ.
También llama la atención que los
vestidos CTE tienen más emisiones de CO2
que PH, invirtiendo la progesión lógica
que hemos observado hasta ahora, esto
se debe a las carpinterías que como ya
hemos mencionando anterioremente
explicaremos detalladamente en el
apartado 3.2.
El último gráfico de este apartado
muestra para los tres parámetros
analizados: €, MJ y KgCO2, los valores
netos de los tres vestidos. Se observa
claramente que el vestido PH es el
más caro y más contaminante en su
fase de fabricación, seguido de CTE
U-Orientativos y CTE U-Límites. Esto es
lógico ya que la construcción de una
vivienda tipo Passivhaus requiere más
materiales y unas activas más sofisticadas
que construcciones menos exigentes
energéticamente.
Cabe destacar como los valores
en MJ parecen más significativos que el
resto pero esto se debe a que los costes
económicos se miden en €, la energía
embebida en MJ y el GWP en KgCO2. No
son comparables por tanto es difícil saber
cuál es más importante. La importancia
de uno u otro indicador dependerá de
las prioridades del estudio o del cliente.
2.2.2
Fase de fabricación- EPS
2.3
Fase de Uso (PHPP)
Para facilitar la recopilación de datos
y homogeneizar los datos de origen,
partimos de la simulación estática del
Instituto Passivhaus, el PHPP, para obtener
FASE I. ACV

24
FASE I. ACV
los valores de uso, A continuación
mostramoslosresultadosdeformagráfica.
La fase de uso se proyectó a 50
años, veremos en un apartado cuánto
tiempo tardaríamos en recuperar nuestra
2.3.1
Fase de Uso- Celulosa
a fase de uso muestra una tendencia
inversa a la fase de fabricación. El vestido
menos impactante es el PH, esto es
lógico ya que es la solución constructiva
más eficiente energéticamente. Cabe
destacar como los datos obtenidos en
emisiones de CO2 y € son prácticamente
insignificantes en comparación con los
del CTE.

25
2.3.2
Fase de Uso- EPS
Se observa la misma el mismo
comportamiento con el aislante de EPS.
Au

27
2.4
Comparativas
En este apartado podremos ver por
finalmente la fase de fabricación se
compensa con la de uso en los vestidos
de mayor eficiencia energética y si por
tanto son más interesantes en términos
económicos y ambientales.
Los gráficos corroboran que el vestido
Passivhaus, aún en su vertientes más
exigente, el Passivhaus Premium, es más
rentable en los tres indicadores y para los
dos aislantes analizados: celulosa y EPS.

28
3
Evaluación detallada de
elementos constructivos
FASE I. ACV

29
Dado que nos encontramos en el
ámbito de estudio de una vivienda de
estándar Passivhaus, los materiales de
aislamiento térmico adquieren una gran
importancia. Al margen del trabajo
realizado a través de las mediciones
aplicados a la hoja de cálculo y que
nos arrojan resultados acerca del ACV
de la Fase de Fabricación de la casa-P,
hemos llevado a cabo una comparación
genérica entre los diferentes aislamientos
térmicos más relevantes que ofrece
el mercado de la construcción. Estos
materiales quedan enumerados a
continuación:
1.- Poliestireno extruido (XPS) para
cubierta.
2.- Vidrio celular para cubierta (tipo
Foamglass).
3.- Corcho triturado para cubierta.
4.- Corcho negro (tipo Cortica).
5.- Fibra de madera para cubierta
(tipo Pavatex).
6.-Algodón reciclado (tipo
Geopannel).
3.1
Estudiodeaislantestérmicos
3. EVALUACIÓN DETALLADA
7.- Lana de roca para cubierta (tipo
Rockwool).
8.- Poliestireno expandido (EPS) para
paredes (tipo Neopor).
9.- Lana de roca para paredes (tipo
Rockwool)
10.- Celulosa insuflada.
11.- Poliestireno extruido (XPS) para
solera.
Por tratarse de un estudio más
detallado, la base de datos utilizada
– casi en la totalidad – a nivel de
indicadores medioambientales son las
Declaraciones Ambientales de Productos
(DAP) específicas para cada aislante.
Por lo que respecta a los valores
económicos, en un inicio se barajaron
los datos del banco BEDEC del iTeC. Sin
embargo, al avanzar en la comparativa
de precios pudimos apreciar como el
de la base de datos del iTeC utilizaba
unos valores en los que se perjudicaba
notablemente a aquellos aislantes más
innovadores como es el caso de la
celulosa. El precio de partida del BEDEC
(Código: B7CMUM06) es de 25,70 €/m²
para3cmdeaislamiento.Contrarrestando
esta información con un comercial de
celulosa se obtuvieron valores de 1 €/kg. Si
se expresan ambos valores en las mismas
unidades obtendríamos que los 25,70 €/
m² del iTeC (5,53 €/kg) equivaldrían a
4,65 €/m² (1 €/kg) según el comercial, lo
que supone un sobrecoste de más del
18 %. Ante este desajuste entre precios
establecidos por las bases de datos y

30
FASE I. ACV
los que se estipulan en el mercado, se
decidió optar por unos precios que serían
accesibles para cualquier consumidor
del mundo de la construcción gracias
a casas de bricolaje como es el caso
de Leroy Merlín. Se empleó la versión
francesa de esta casa comercial por ser
aquella que reunía el mayor número de
materiales objeto de estudio, teniendo
así un criterio lo más homogéneo posible
para la mayoría de ellos.
El proceso metodológico llevado a
cabo para realizar el estudio partió de
recoger las diferentes conductividades
(λ=W/K·m) de cada aislante, las cuales
venían determinadas en el respectivo
DAP, así como las unidades funcionales
referenciadas en cada caso. Dentro
de las diferentes unidades funcionales,
la más repetida resultó ser la resistencia
térmica que proporcionaba un metro
cuadrado de aislamiento con un grosor
diez centímetros, es decir, 0,1 metros
cúbicos. Por ello, el siguiente paso fue
unificar todos los datos referentes a los
indicadores mediante una conversión de
espesores. Se fijó una resistencia térmica
determinada y a través de la definición de
ésta (RT
=e/λ) se calculó el grosor mínimo
necesario de cada aislante para obtener
la resistencia térmica establecida. Con
estos espesores obtenidos para cada
aislante, se interpolaron los indicadores
ambientales referenciados en cada DAP.
A continuación procedemos a
enumerar los diferentes indicadores
contemplados en el estudio:
1.- Energía primaria renovable (MJ).
2.- Energía primaria no renovable (MJ)
3.- Potencial de Calentamiento
Global (kg CO2 equivalentes).
4.- Potencial de Agotamiento de
recursos abióticos para elementos (kg Sb
equivalentes).
5.- Potencial de agotamiento de
la capa de ozono estratosférica (kg de
CFC11
equivalentes).
6.- Potencial de acidificación de tierra
y agua (kg SO2
equivalentes).
7.- Potencial de eutrofización (kg
(PO4
)3
equivalentes).
8.- Potencial de formación de
oxidantes fotoquímicos de ozono
troposférico (kg de C2
H4
equivalentes).
Si presentamos a modo de gráfica los
espesores obtenidos para cada aislante
vemos como claramente se aprecia una
relación directa con la conductividad del
correspondiente material. Como era de
esperar, a mayor conductividad, mayor
espesor de material aislante es necesario
para obtener la resistencia térmica
prefijada.
A través del gráfico podemos apreciar
que para la resistencia determinada de
Rt=2,86 (m²·K)/W , necesitaríamos 10 cm
de Poliestireno Extruido (XPS), mientras
que si se tratase de Corcho Triturado
requeriríamos de 12,29 cm o por el
contrario, si escogiésemos Poliestireno
Expandido (EPS) sería suficiente con 9,14
cm.

32
FASE I. ACV
Paralelamente, las densidades nos
permiten establecer aquellos materiales
que resultan ser de mayor peso, factor
a tener en cuenta en su elección, pues
dependiendo del proyecto en cuestión
nos interesará un aislante más o menos
liviano.
Dado que se tratan de indicadores
con distintas unidades, el gráfico que
proporcionamos viene expresado
en porcentajes, indicando en escala
cromática la contribución de cada
material en la correspondiente columna
de categoría de impacto. A través de
ello podemos deducir que el material
más indicado desde el punto de vista
ambiental sería aquél cuyo color
estuviese presente en menor medida en
las diferentes columnas.
Dentro de la categoría de energía
primaria vemos como dato más
alarmante el consumo desproporcionado
por parte del vidrio celular (en color rojo),
sobretodo en la que se refiere a energía
no renovable (1.212,77 MJ). Mientras que
si consideramos la utilización de corcho
triturado, esta energía requerida apenas
se aprecia dado su bajo valor (53,25 MJ).
Por otro lado, en color azul claro,
vemos como el aislamiento a base de
fibra de madera tiene aspectos positivos
no sólo en el caso de la energía primaria
no renovable sino también en aspectos
de Potencial de Calentamiento Global

33
y Potencial de agotamiento de la capa
de ozono estrastosférica. En el caso del
indicador de Calentamiento Global, el
valor negativo corresponde a que no sólo
no produce un aumento de kg de CO2,
sino que además, su utilización representa
renovar el parque arbóreo y con ello una
mejor calidad de árboles que suponen
un aumento en la filtración de CO2 de la
atmósfera y correspondiente mejora de
la calidad de aire.
Siguiendo dentro de Potencial de
Calentamiento Global, por el lado
positivo vemos la conveniencia de utilizar
la fibra de madera en primer lugar seguida
del aislamiento a base de celulosa
insuflada y de corcho triturado. Por el
lado negativo, aquellos aislantes que
mayor Calentamiento Global producen
en valores muy similares son el poliestireno
extruido (XPS), el poliestireno expandido
(EPS) y el vidrio celular.
Dejaralmargenelaspectoeconómico
supondría un error en cualquier estudio
de impacto medioambiental. Es por ello,
que pretendemos analizar la repercusión
económica que supone la elección
de un material u otro como aislante
térmico. En el gráfico anterior podemos
ver como el material que provoca un
mayor desembolso económico es el
que realizamos a base de vidrio celular
(70,92 €) seguido del corcho negro (28,80
€) y el de corcho triturado (25,68 €). Si

34
se hubiesen tenido en cuenta los datos
del iTeC, el aislante más caro de todos
resultaba ser la celulosa, hecho que
hizo saltar la alarma de que algo no era
correcto, de ahí que se despreciasen los
anteriores valores económicos.
De la mano de todas estas gráficas
podemos establecer una buena relación
precio-impacto para una resistencia
térmica determinada en el caso de
la lana de roca, la celulosa insuflada
y el algodón reciclado. No obstante,
de éste último no se disponen de todos
los indicadores medioambientales por
lo que no se podría tener en la misma
consideración que los otros dos aislantes
a efectos posteriores.
Asípues,enestabúsquedadelaislante
térmico idílico deberíamos considerar la
lana de roca (9,89 €) y la celulosa insuflada
(6,84 €) puesto que además de ser los
materiales más económicos, no generan
unos impactos que estén a la cabeza en
los diferentes indicadores.
A modo de conclusión podemos decir
que se han encontrado dos materiales
que podrían ser beneficiosos tanto desde
un punto de vista económico como
desde el aspecto medioambiental.
Sin embargo, los recursos y tiempo
dedicados a este estudio son limitados y
por ello existe una ausencia de muchos
otros posibles aislantes térmicos que
hubiesen podido entrar en el estudio.
FASE I. ACV

35
El continuo avance en el campo de
nuevos aislamientos térmicos junto
con el creciente desarrollo del estudio
medioambiental y el correspondiente
aumento de datos sobre indicadores,
permite resaltar la necesidad de
mantener una investigación actualizada
en lo que refiere a la sostenibilidad en la
construcción.
Siguiendo con el análisis comparativo
debemos considerar que cualquier
construcción no se conforma únicamente
de partes sólidas que permitan la
colocación de material aislante,
sino que en muchas ocasiones esta
capacidad térmica se ve delegada en
otro tipo de materiales como pueden ser
policarbonatos o vidrios. Es por ello que
de forma paralela realizaremos un estudio
de este grupo alternativo de aislantes.
Como era de prever, en el gráfico
que aparece a continuación, se ve
claramente como la unidad de triple
vidrio representa un mayor consumo de
energía primaria no renovable además
de alcanzar prácticamente el doble
de impacto en el resto de indicadores
medioambientales.
Si a la comparativa añadimos la
variable del policarbonato, vemos como
el impacto de este último se dispara
hasta tener como resultado valores que
representan valores hasta quince veces

36
superiores a los que representan la unidad
de vidrio doble.
En el caso de la elección entre vidrio
doble y triple, dependiendo de la fase de
uso de la construcción, podríamos llegar a
amortizar el aumento de contaminación
inicial eligiendo el caso de triple en
lugar de doble aislamiento dado que
presuponemos un menor consumo en
el caso de utilizar mayor cantidad de
vidrio dado su mejor aislamiento. Sin
embargo, en el caso de la elección
de policarbonato, su compensación
medioambiental será más difícil de
alcanzar gracias a a la fase de uso puesto
que a pesar de que su conductividad es
mejor (0,20 W/(m·K) frente a los 0,70 W/
(m·K) del vidrio triple), la inversión inicial
requerida en lo que a impactos se refiere
es demasiado elevada. Es por ello que
su utilización responderá más a otros
requisitos como pueden ser de calidades,
económicos, estéticos, etc.
FASE I. ACV

37
La Casa-P tiene unas ventanas con
transmitancias muy bajas aunque no
tenga el certificado PassivHaus, la U de
la carpintería es de 1,10 W/(m2K) y la
del acristalamiento es de 0,60 W/(m2K).
Éstas son unas carpinterías de madera y
aluminio con vidrio doble y cámara de
Argón.
No encontramos suficiente
información de una carpintería con
estas características en el ITeC. Por
ello buscamos varias Declaraciones
Ambientales de Producto para tener una
visión más completa y poder obtener los
valores que más se ajustaran a nuestro
caso. Además de realizar un estudio
comparativo con el programa SimaPro.
Analizamos 5 tipos de carpinterías,
dos de ellas sólo de madera y tres de
madera y aluminio:
De madera:
Base del ITeC (Madera-1)
3.2
Estudio de carpinterías
Variotec GmbH. Holzfenster
Energyframe II (Madera-2)
De madera y aluminio:
Variotec GmbH. Holz-Aluminium-
Fenster ENEF 12 V (Madera-Metal-1)
Wiegand GmbH Holz-Metallfenster
dw-plus integral (Madera-Metal-2)
Hama GmbH. Holz-Metallfenster
(Madera-Meta-3)
Los datos del ITeC corresponden sólo
a la carpintería de madera sin incluir los
vidrios, con una transmitancia calculada
de 0,148 W/(m2K), suponiendo que la
madera tiene una conductividad de 0,013
W/mK y el marco un espesor de 88mm.
Hemos denominado a esta carpintería,
Madera-1 en el estudio.
El resto de las DAP comprenden
la carpintería y los vidrios. La totalidad
de los DAP encontrados son de origen
alemán. En el gráfico se puede observar
como tanto la energía embebida en MJ
como el GWP en KgCO2 es muy superior
al del caso español, el ITeC. Esto se debe
a que en Alemania son más sensibles a
la energía embebida que al potencial
de calentamiento global implicado en el
proceso.
La carpintería de la casa Variotec,
Holzfenster Energyframe II, a la que nos
referiremos en el estudio como Madera-2,
se trata de una carpintería de madera
con una transmitancia de 0,73 W/(m2K) y
3. EVALUACIÓN DETALLADA3. EVALUACIÓN DETALLADA

38
vidrio triple.
La carpintería denominada Madera-
Metal-1, también de la casa Variotec,
Holz-Aluminium-Fenster ENEF 12 V, es una
carpintería de madera y aluminio con
una transmitancia de 1,16 W/(m2K) y
vidrio triple.
La última carpintería, Madera-
Metal-3, corresponde a la casa Hama y
modelo Holz-Metallfenster. Ésta tiene una
transmitancia entre 1,2 y 0,8 W/(m2K) con
vidrio triple.
Como podemos observar en la
gráfica, la energía primaria se dispara en
el caso de Madera-Metal-2, aún siendo
una carpintería similar a la Madera-Metal
1 y 3.
Los mejores resultados tanto en
energía embebida como en KgCO2 se
encuentran en la carpintería Madera-1,
ya que no incluye los vidrios. Sin embargo
no podemos comparar esta con el resto
de las carpinterías ya que falta un valor
significativo, el de los vidrios. Por tanto
no utilizaremos este dato para nuestro
estudio.
En cambio sorprende la similitud
entre la segunda y la tercera carpintería,
ambas presentan valores muy similares
en los dos indicadores. Puede que esto
se deba a que ambas provienen de la
FASE I. ACV FASE I. ACV

39
misma casa (Variotec) y tengan procesos
similares de producción y obtención de
la energía. Sin embargo la carpintería
que incluye el aluminio tan sólo supera
a la de madera en unos 3 MJ y poco
menos de 1000 KgCO2. El DAP no ofrece
información sobre las fuentes de energía o
como contabilizan las emisiones de CO2,
así que no podemos más que señalar la
anomalía.
La quinta carpintería, Madera-Metal-3
ofrece los resultados más altos en energía
embebida después de la carpintería
Wiegand Passivhaus (Madera-Metal-2) y
tiene unas emisiones de kgCO2 media en
comparación al resto.
Por todo ello decidimos descartar las
carpinterías Madera-1 y Madera-Metal-2
por presentar valores muy por encima o
muy por debajo del resto de carpinterías.
Para nuestro análisis de ciclo de
vida elegimos entre las dos carpinterías
restantes de madera y metal: Madera-
Metal-3 para el vestido de Passivhaus
y Madera-Metal-1 para los vestidos de
CTE. Ya que sólo nos quedamos con una
opción de carpinterías exclusivamente
de madera y necesitamos dos. Preferimos
que el estudio comparativo muestre dos
carpinterías que tengan madera y metal
para homogeneizar en la media de lo
posible los factores. Aunque parece que
la mejor de estas carpinterías sería la
Madera-2 ya que ofrece la transmitancia
más baja, 0,73 W/(m2K), la menor energía

40
embebida (100,01 MJ) aunque sus
resultados de emisiones de CO2 para ser
sólo madera son elevados.
Escogemos la carpintería Madera-
Metal 3 para Passivhaus por tener la
transmitancia más baja de las dos
opciones y porque entendemos que en
comparativa, la solución para Passivhaus
incluye más elementos en la carpintería y
por tanto tendrá unas emisiones de CO2
superiores a las de una carpintería para
cumplir sólo CTE.
Los DAP’s ofrecen datos por fases:
fase de fabricación (A1-A3), uso (B5), fin
de uso (C3-C4) y re-uso (D). Realizamos
un gráfico comparativo para ver en qué
etapa son más significativos los datos de
energía embebida y emisiones de CO2. El
gráfico muestra como la fase más crítica
es la de fabricación en ambos casos si
descartamos los resultados excesivos en
MJ de la carpintería madera-metal 2,
en color morado. Todas las carpinterías
además ofrecen resultados negativos
para la fase de re-uso. Las carpintería
madera-metal 3, en color azul, tiene
una especial presencia en la fase de
fabricación y uso en cuanto a la energía
embebida, mientras que la carpintería
madera-metal 1 y madera 2 (ambas
de la casa Variotec) son especialmente
significativas en emisiones de CO2
durante la fase de fabricación.
Ante tal disparidad de datos
decidimos utilizar el programa SimaPro
para comparar una carpintería genérica
de madera y otra genérica de madera-
metal con los datos de nuestros DAP’s.
Ambas carpinterías tienen vidrios dobles
y unas transmitancias de 1,10 W/(m2K) y
1,80 W/(m2K), respectivamente
El en gráfico de todos azules
mostramos los valores obtenidos,
comparando las carpinterías de los DAP’s
con el resultado genérico del SimaPro. En
tonos rosados mostramos la media de los
valores obtenidos para las carpinterías de
madera y madera-metal. Los resultados
del SimaPro no se asemejan a ninguno de
los DAP’s por tanto seguimos concluyendo
que cada carpintería tiene sus propios
procesos para la fabricación y obtención
de las fuentes de energía. Si se quiere tener
un dato exacto de la carpintería se debe
elegir el DAP correspondiente y elegir
un dato genérico como los que ofrecen
SimaPro o la base del ITeC pueden alterar
los resultados, variar enormemente el
análisis o incluso introducir un margen de
error inaceptable.
De los valores medios obtenidos, si
se puede concluir que la carpintería de
madera tiene un mejor comportamiento
que la de madera-metal en los dos
indicadores. Aunque cabe destacar que
los resultados en cuanto a emisiones de
CO2 son bastante más parejos que los MJ.
Tiene lógica que la carpintería formada
exclusivamente por madera tenga menor
energía embebida que la que incluye
FASE I. ACV

41
metal ya que el aluminio implica gran
cantidad de energía en su proceso de
fabricación.
Nosotras después de la comparativa
con SimaPro y las medias, seguimos con
nuestra premisa original y utilizamos las
carpinterías madera-metal 1 y 3 por
considerar los valores más adecuados
paranuestraviviendaporloanteriormente
expuesto.

42
4
Amortizaciones
FASE I. ACV FASE I. ACV

43
Por lo que respecta a la amortización
económica, se ha tenido en cuenta el
sobrecoste en la Fase de Fabricación
que representa una vivienda según el
estándar Passivhaus frente al CTE, ya sea
en el rango de valores orientativos así
como en el de límites.
Para ello se ha trabajado con la
herramientaPHPP,ajustandolosvaloresde
transmitanciadecadasoluciónatravésde
la que se establece una demanda anual
determinada en cada caso (Passivhaus,
valores orientativos y valores límites). Esta
demanda ha permitido calcular el gasto
económico2
que representa cada una
de las soluciones constructivas y con ello
determinar el ahorro que se produce
cada año.
Así, se ha considerado una
amortización simple, dividiendo el
sobrecoste inicial entre el ahorro que se
produce anualmente en la fase de uso
de la vivienda.
El proceso se vuelve más complejo
cuando decidimos sustituir la celulosa
4.1
Amortización económica
2 Se ha considerado un precio de consumo
de electricidad peninsular de 0,124107 €
por poliestireno expandido (EPS) en
todas sus variables, pues esto supone
una calibración de las demandas con el
nuevo aislante mediante el PHPP. Pero
así, podemos comparar en todos las
variables de cálculo con dos aislantes
térmicos diferentes.
En el proyecto, la casa-P está resuelta
a través de aislante de celulosa, pero
como se trata de una fase inicial de
proyecto,sequisocomprobarlainfluencia
de un aislamiento y de otro para que
así los arquitectos pudiesen tomar una
decisión u otra.
4. AMORTIZACIÓN

45
Como se ha indicado anteriormente,
el aumento en el espesor del aislamiento
térmico supone una reducción en la
superficie útil en planta, hecho que se
pone de mayor relevancia cuando
se trata de un edificio situado en una
parcela urbana.
En el siguiente gráfico se muestra una
comparativa de superficie útil referente a
la casa-P teniendo como base los datos
de Passivhaus frente a los que establece
el CTE. Paralelamente se presenta cómo
éstos difieren según dos alternativas: una
utilizando aislamiento térmico a base
de poliestireno expandido (EPS) y otra
considerando celulosa.
Frente a Passivhaus (valores de
transmitancia térmica más restrictivos), el
CTE siempre supondrá un menor espesor
de aislamiento térmico y, por tanto, una
menor pérdida de superficie útil.
Pero además, si consideramos el
EPS, se aprecia como la pérdida de
superficie es mayor, puesto que al tener
una conductividad térmica menor que
4.2
Amortización de superficie
la celulosa, hace falta un espesor menor
que en el caso de ésta última.
Enelcasodevaloreslímitesencelulosa
se plantea una pérdida de superficie en
celulosa de 13,34 m², cifra que representa
un 5% del total de superficie útil.
4. AMORTIZACIÓN

47
5. CONCLUSIONES
Todos los datos analizados confirmas
que efectivamente la solución más
eficiente energéticamente, aún en
su vertiente más exigente, Passivhaus
Premium, resulta más rentable
tanto económicamente como
medioambientalmente, analizando sólo
las energía embebida en MJ y emisiones
de CO2 en KgCO2. Es probable que
si hubiésemos analizado un estándar
Passivhaus común hubiera salido datos
más favorables para el vestido PH en los
tres indicadores: euros, MJ y KgCO2.
Para este análisis de ciclo de vida nos
centramos en las partidas de aislantes
y carpinterías principalmente. Como
hemos visto por los datos de porcentajes
(%) la diferencia no es tan significante. En
posteriores estudios sería muy interesante
analizarotraspartidasdegranimportancia
en la construcción como la de estructura
y acabados que suponen la mayoría de
m2 totales de la obra. Podría analizarse los
vestidos con por ejemplo una cantidad
menor de hormigón en la estructura y
mayor presencia de madera o sustituir
los pavimentos de hormigón fratasado
por arcillas que siguen aportando inercia
térmica pero son más respetuosos con el
medio ambiente.
Debemos destacar que el análisis de
ciclo de vida realizado para la Casa-P
se basa únicamente en dos indicadores
medioambientales: energía embebida
(MJ) y emisiones de CO2 (KgCO2).
Existen otros muchos indicadores que no
han tenido cabida en este estudio por
las razones ya expuestas. Sin embargo
la industria química avanza a diario
creando nuevos productos y detectan
otros nocivos para la salud. Así un kgCFC
puede ser más dañino que un KgCO2 pero
el total de emisiones es mucho menor y
por tanto se ignora. Es probable que en
los próximos años los indicadores cambien
aparezcan nuevos y algunos superen en
importancia a los más habituales hoy en
día. Recordemos el caso de la fábrica
de pesticidas en la India, conocido
como el “Desastre de Bhopal”. Esta
fábrica usaba para la fabricación de
pesticidas isocionatos que son altamente
tóxicos debido a su reactividad. Aquellos
isocionatos con altas presiones de
vapor son los más tóxicos debido a su
volatividad. Estos pueden ser inhalados
por vías respiratorias como el caso de esta

48
6
Bibliografía
FASE I. ACV

49
- EYERER, P., REINHARDT,H. (2000).
Ökologische Bilanzierung von Baustoffen
und Gebäuden. Basel. Birkhäuser.
- HANIER, F., WELLER, N. (2011).
“Aislamientos ecológicos” en EcoHabitar,
vol. 30/VII, p. 22-31.
- WADEL, G., (2009). La sostenibilidad
en la construcción industriazliada. La
construcción modular ligera aplicada a
la vivivienda. Tesis doctoral. Barcelona:
Universidad Politécnica de Barcelona.
6. BIBLIOGRAFÍA

52
[ fase II ] INDIVIDUAL
SIMULACIONES E INERCIA
[ FASE II ] INDIVIDUAL
FASE IIa:Estudio comparativo de
simulación estática con simulación
dinámica y monitorización.
FASE IIb: Estudio de la influencia
de la inercia térmica en edificios tipo
Passivhaus.

53
Índice
[ FASE II ] ESTUDIO DE SIMULACIONES e INERCIA. INDIVIDUAL
1. INTRODUCCIÓN 54
1.1. Objeto y objetivos 55
1.2. Justificación e interés del tema 55
1.3. Metodología del desarrollo 56
2. DESARROLLO DEL TRABAJO 58
2.1. Descripción Casa Palau 59
FASE IIa: SIMULACIONES VS MONITORIZACIÓN 68
2.2. Metodología (diario de simulaciones) 69
2.3. Simulación estática (PHPP) 80
2.4. Simulación dinámica (DesignBuilder) 82
2.5. Monitori zación real 86
2.6. Conclusiones 88
FASE IIB: INFLUENCIA DE LA INERCIA 90
2.7. Debate actual 91
2.8. Qué es la inercia 95
2.9. Evaluación comparativa con y sin inercia térmica 96
2.10. Influencia de las estrategias pasivas en el diseño actual 97
2.11. Estudio de inercia con estrageias pasivas activadas 101
2.12. Estudio de inercia con estrageias pasivas desactivadas 103
3. CONCLUSIONES 105
4. BIBLIOGRAFÍA 108
5. ANEXOS 110
6.1 Memoria PHPP original
6.2. Memoria PHPP adaptaado

54
1
Introducción
FASE II. SIMULACIONES e INERCIA

55
1. INTRODUCCIÓN
El objetivo del presente trabajo
es realizar un estudio comparativo que
constate las semejanzas y/o diferencias
que existen entre las simulaciones
energéticas, tanto dinámicas como
estáticas con la monitorización real.
Compararemos la simulación dinámica
del programa DesignBuilder, el programa
más utilizado y completo después de
Energy Plus, con la simulación estática
del PHPP, la herramienta de cálculo del
Instituto Passivhaus y ambas simulaciones
con la monitorización.
Una vez conocidos los límites del
programa de simulación dinámica se
utilizará el modelo creado y testado para
estudiar la influencia de la inercia en
diferentes casos. A raíz del debate actual
dentro de la comunidad de edificios de
consumo de energía casi nula (nZed) y en
concreto dentro del mundo Passivhaus.
Existe una inquietud sobre la importancia
de esta estrategia pasiva dentro de este
tipo de edificaciones de baja demanda
de calefacción y refrigeración.
1.1
Objeto y objetivos
El caso de estudio para mi trabajo
será la casa conocida como Casa Palau
unaviviendaunifamiliaraisladaenparcela
de nueva construcción, con certificación
Passivhaus y ubicada a las afueras de
Barcelona. Realizaré una descripción más
completa de la vivienda en el apartado
2.1 Descripción Casa Palau.
1.2
Justificación del tema
Idealmente la simulación ya sea
dinámica o estática debería coincidir
con la monitorización real del edificio. La
realidad constata que las simulaciones
todavía no están cerca de ofrecer datos
similares a los de la monitorización.
Aún introduciendo datos parejos,
las simulaciones ofrecen resultados
diferentes.
Esto se debe a muchos factores como
por ejemplo que el diseñador introduzca
un patrón de uso diferente al que más
tarde tendrá el usuario en su día a día o
que se usen bases de datos climáticos
lejanas a la ubicación del edifico o que
lamonitorizaciónsehayarealizadoenun
verano o un invierno con temperaturas
atípicas. Además de los propios sistemas
de cálculo y las variables que tiene en
cuenta cada programa.
€ También se debe tener en cuenta

56
Esta segunda fase del trabajo fin de
máster constará de dos partes principales:
IIA- Comparativa entres simulaciones
y monitorización
IIB- Estudio de la influencia de la inercia
térmica en una vivienda Passivhaus
Para poder comparar el mundo de las
simulaciones con el de la monitorización
es necesario conocer cómo funcionan las
simulaciones. Existen dos tipos principales
de simulaciones dinámicas y estáticas.
Como ya he mencionando utilizaré el
programa DesignBuilder como simulación
dinámica y el PHPP como simulación
estática.
que los programas de simulación están
en constante evolución y cada versión
ofrece mejores resultados que la anterior.
Sin embargo todavía les falta años de
afinamiento hasta conseguir datos más
exactos.
Todas estas variables están lejos
de poder ser corregidos o previstos por el
diseñador y sin embargo las herramientas
de simulación se han convertido en
elementos imprescindibles para el diseño
sostenible y eficiente energéticamente.
Por ello es especialmente interesante
comprobar con un caso de estudio como
la simulación se asemeja o no a los datos
reales. Para saber cuales son los márgenes
de error con los que trabajamos.
El tema de la inercia térmica en
viviendas súper-aisladas, como por
ejemplo las que siguen el estándar
Passivhaus, es un debate polémico. La
mayor parte de la literatura hasta la fecha
e incluso la normativa (Directiva Europea
2010/31/EU) aboga a favor de la masa
térmica como una medida pasiva eficaz
tanto para la refrigeración como para el
calentamiento. Sin embargo los estudios
realizados por expertos en eficiencia
energética a través de diferentes
simuladores como el trabajo de Jürgen
Schnieders o de Oliver Style muestran con
sus estudios que la inercia tiene mucha
menos influencia en el comportamiento
de este tipo de construcción de la que
se esperaba. Llegando en casos a ser
irrelevante, especialmente si se compara
con otras medidas pasivas como la
1.3
Metodología del desarrollo
ventilación nocturna o el sombreamiento
exterior. Con este presente estudio quiero
comprobar como afecta la inercia en el
caso de una vivienda con certificación
Passivhaus en un clima cálido como es el
de Barcelona.
FASE II. SIMULACIONES e INERCIA FASE II. SIMULACIONES e INERCIA

57
1- Primero realizaré una comparativa
entre una simulación dinámica y una
estática. Es interesante saber que es
una simulación dinámica y qué es
una simulación estática. Es más fácil
comprender estas diferencia tomando
un parámetro en concreto, por ejemplo
el cálculo de resistencias superficiales
en uno y otro programa. El PHPP realiza
un cálculo estático, es decir calcula la
resistencia superficial de forma constante
mientras que el DesignBuilder realiza un
cálculo superficial dinámico, calcula la
resistencia superficial según los pasos que
hayamosfijadoalahoradesimular(existen
dos posibilidades calcular en 6 horas o en
12 horas). Esto significa que PHPP supone
que la superficie no se altera a lo largo
del día mientras que DesignBuilder si tiene
en cuenta que por ejemplo una pared
tiene comportamientos diferentes según
las horas del día. No recibe la misma
radiación ni el mismo sombreamiento
durante todas las horas del día y desde
luego este no permanece constante a lo
largo del día ni del año. Profundizaré este
punto en el apartado cerramientos del
punto 2.2 Metodología.
Esto supondría que el calculo de
DesignBuilder tendría un margen de error
entorno al 5% con respecto a la realidad
mientras que el PHPP comprendería un
error en torno al 10% con la realidad.
La diferencia entre las simulaciones por
tanto debería rondar el 5%.
Para realizar la comparación entre
simulaciones decidimos partir de los
datos del PHPP e ir pestaña por pestaña
en DesignBuilder comprobando cada
dato. En caso de que difirieran, intento
asemejar los parámetros lo más posible
modificando a veces el DesignBuilder
cuando no sea posible modificar el dato
en PHPP y viceversa. Cuando no haya sido
posible asemejar los datos intentaré dar
una explicación plausible a la diferencia
y tenerla en cuenta en las conclusiones.
Una vez que a través de la experiencia
anterior se sabe como funcionan ambos
programas y se tiene un modelo afinado,
se intentará asemejarlos a la realidad,
contrastándolos con los datos de
monitorización.
2- Cuando ya se conoce como
funcionan las simulaciones y el modelo
en DesignBuilder se halle afinado al
máximo posible a la realidad. Tendremos
un conocimiento aceptable de cómo
funciona el programa además de saber
que variables modificar y que influencia
tienen estos cambios en el cálculo final,
aprovechamos el modelo para investigar
qué influencia tiene la inercia en una
viviendaPassivhaus,colocandoelaislante
sobre o bajo la solera o cambiando la
envolvente a un material con más inercia
o alguno de las particiones interiores.
Tambiénseestudiarácomointeractúanlas
diferentes medidas pasivas simulando con
y sin ventilación natural,sombreamiento
exterior y reducción de aislamiento.
1. INTRODUCCIÓN

59
2. DESARROLLO
2.1
Descripción Casa Palau
La Casa Palau, también conocida
como Casa Pineda, es una vivienda
aislada en parcela situada en la
localidad de Palau-Solità i Plegamans en
la comarca del Vallès Occidental, una
ciudad pequeña a 30 Km Barcelona y
situada a 17Km de la playa.
El proyecto se encargó en 2012
al equipo de arquitectos: Micheel
Wassouf y Eva Jordan con el objetivo de
construir una casa pasiva para un clima
cálido y que usara en la medida de los
posible materiales naturales que tuvieran
en cuenta la huella ecológica. La
constructora encargada de llevar la obra
a cabo fue Papik Fusters SL, especialista en
construcción de casas ligeras de madera
y con experiencia en construcciones tipo
Passivhaus.
El clima de Palau-Solità i Plegamans
es similar al de Barcelona aunque las
oscilaciones de temperatura, el salto
térmico entre el día y la noche, son
mayores, llegando hasta las 14-15ºC
en verano mientras que en Barcelona
se quedan en torno a los 17-18ºC. La
humedad es alta debido a su proximidad

60
al mar pero sobre todo debido a la
cercanía de un pequeño rio, Riera de
Caldes. Las simulaciones se realizarán
con el clima de Barcelona y por tanto
con menor salto térmico.
La edificación se levanta sobre
una solera de hormigón armado de 150
mm de espesor y aislante de celulosa
(e=94mm) con subestructura de pino
radiata colocada encima de ella. La
transmitancia de la solera es de 0,372
W/(m2K). Por tanto sin posibilidad de
jugar con la inercia térmica en el diseño
pasivo ya que además la estructura
de la vivienda es toda de pórticos de
madera sencillos (90mm; 1,1W/(m2K). La
construcción tiene dos tipos de fachada:
una ventilada con acabado en madera
y una transmitancia de 0,142 W/(m2K)
orientada a Sur y Oeste y otra con SATE
y U de 146 W/(m2K) orientadas a Norte
y Este. La casa volumétricamente se
puede dividir en una “L” al lado Oeste
y una planta rectangular al Este. La “L”
cuenta con una cubierta ventilada de
teja mientras que la rectangular con
una ventilada de chapa, ambas con
transmitancias de 0,115 W/(m2K).
Se ha estimado que la inercia
de la vivienda es muy baja debido
al posicionamiento del aislante en
la cimentación además de que los
componentes de la envolvente están
formados por una estructura de madera
tanto para las fachadas como para las
cubiertas y aislamiento de celulosa en
todo el perímetro de la vivienda.
La casa fue certificada en 2014.
La solución constructiva para el diseño
pasivo comprende una casa muy
compacta con orientación Norte-Sur
para las estancias principales y colchón
térmico al Este situando los servicios a este
lado. Las aperturas mayores se colocan
orientadas a Sur para maximizar las
ganancias solares gratuitas en invierno y
se protegen debidamente con persianas
para el verano. Los huecos abiertos a
Norte son más pequeños para evitar las
pérdidas térmicas indeseadas. El sistema
certificado HRV-ventilation garantiza los
requerimientos de aire fresco y el ensayo
de puerta ventilador dio un resultado de
hermeticidad al aire de 0,2 renovaciones/
hora.
Las aperturas tienen cristales dobles
bajo emisivos (1,1 W/(m2K); g=0,53) y
carpinterías (1,1 W/(m2K), suficiente
para alcanzar el confort necesario para
el clima mediterráneo de Barcelona y
colocados en la parte interior del muro
de fachada, aprovechando los gruesos
muros para generar sombra. Además
todas las estancias tienen suficiente
protección solar gracias a las persianas
alicantinas colocadas en el exterior.
Las medidas activas de la vivienda
comprende un sistema de ventilación
de la casa Zehner, una bomba de calor
aeroterma para el agua caliente sanitaria
y una estufa de leña para calefactar.
El proyecto original incluía un split para
cubrir los picos de refrigeración, ya que la
vivienda tiene un sobrecalentamiento de
16,7%. El Instituto Passivhaus exigía

61
Autor memoria: Eva Jordan Guerrero 15

2. DESARROLLO

62

63
2. DESARROLLO



64
electricidad es 0,29Wh/m3.
El valor efectivo de recuperación de calor, teniendo en cuenta la conductancia d
conducto de aire de admisión / impulsión y la longitud de los conductos, se reduce
77,2%.
Plano de ventilación.
Posición de la VMC en el lavabo, (rectángulo verde).
Conductos color rojo: extracción / conductos color azul: admisión
Autor memoria: Eva Jordan Guerrero
Plano de ventilación
Posición de la VMC en el lavabo (verde)
Conductos color rojo: extracción
Conductos color azul: admisión

65
la incorporación de un apoyo que
finalmente no se instaló y no se necesitó
como veremos en las monitorizaciones.
Los usuarios del edificio son una
familia compuesta por dos personas, muy
conscientes de las medidas de ahorro
energético. Se han creado su propia
estación meteorológica en la parcela y
registran periódicamente la temperatura
interior así como el CO2 de su vivienda.
Los usuarios dejaron la vivienda en agosto,
por tanto todo los análisis de confort se
han centrado en los el resto de los meses
de verano. Además de reflejarse en la
plantilla de actividad en la simulación
dinámica. Durante la ocupación la
ventilación mecánica se redujo durante el
día ya que ambos trabajan fuera de casa,
a el mínimo (15m3 por hora y persona).
Cuando los usuarios están en casa se
cambia al modo estándar de ventilación
y se abren las ventanas durante la noche
para ventilación cruzada.
2. DESARROLLO

66
18

67

2. DESARROLLO

68
fase IIa
Simulaciones

69
FASE IIa. SIMULACIONES
2.2
Metodología
(Libro de simulaciones)
A continuación enumeraré el
proceso que he seguido para asemejar
lo máximo posible los dos tipos de
simulaciones: la estática y la dinámica
con la monitorización.
Utilizaré la estructura del DesignBuilder
para tener una orden de narración. Con
esto pretendo mostrar una investigación
sincera a modo de diario sobre qué
parámetros he tocado y cómo han
influido.
1- ACTIVIDAD:
1.1 Clima
En la pestaña de “Actividad”
a nivel de sitio tenemos que definir el
clima en plantilla de sitio. DesignBuilder
sólo permite coger los datos de IWET,
es decir datos obtenidos en la estación
del Aeropuerto del El Prat, mientras que
Passivhaus especifica que no quiere usar
estos datos porque aunque sean más
completos que los de otras estaciones,
no son los de las condiciones reales de la
ciudad donde se implantan los edificios
por eso decide tomar datos de otras
estaciones meteorológicas más cercanas
y aplicar un factor de corrección de altura
del edificio. En este caso se cogieron los
datos meteorológicos de la estación del
Tibidabo, que se encuentra a 141 metros
sobre el nivel del mar mientras que la
estación del aeropuerto se halla a tan
sólo 4 metros.
No es posible elegir otro fichero
para la simulación dinámica por tanto
para conseguir datos más parejos
debería introducir los datos del IWET en
la simulación estática. La estación del
aeropuerto se encuentra a 41º 17’34’’N
(41,29) y 2º4’12’’E (2,07) mientras la casa
se encuentra a 41º 35’56”N (41,60) y
2º10’36’’E (2,18). La estación del IWET se
haya a 4 metros sobre el nivel del mar y
la Casa Palau a 147 m. Este último dato
debería influir a la hora de comparar con
la monitorización real.
PHPP coge los datos medios
mensuales mientras DesignBuilder
coge los datos por horas. El fichero de
DesignBuilder es por tanto más preciso
que el del PHPP. Por ello para igualar las
dos simulaciones sólo sería posible coger
los datos del fichero del IWEC que usa
DesignBuilder y hacer una media para
obtener los datos mensuales medios e
introducirlos en la hoja de cálculo de PHPP.
El problema es que los datos por horas del
IWEC son 8760 puntos de los que habría
que hacer manualmente las medias. Esto
es una labor inmensa y lamentablemente
no dispongo del tiempo suficiente para

70
realizar estos cálculos. Cambiando sólo
los datos de temperatura que en principio
no son tan distintos de los del PHPP salen
valores ridículos para la simulación
estática, se pasaría de una demanda
de calefacción de 9kWh/(m2año) a 39
kWh/(m2año). Por tanto tendremos que
continuar aceptando esta desigualdad
como parte de las diferencia de cálculos
entre una y otra simulación.
Si dispusiera de más tiempo también me
gustaría simular el PHPP con los datos de
la estación meteorológica que tienen
los usuarios de la vivienda instalada
en la parcela aunque sólo haya datos
registrados a partir de 2014.
1.2 Plantilla de actividad
A nivel de edificio Introduzco
los datos de actividad, creando una
plantilla, a la que llamo Palau (la plantilla
refleja la no ocupación durante el mes
de agosto debido a que los usuarios se
van de vacaciones con la densidad de
ocupación y las consignas de calefacción
y refrigeración iguales a las del PHPP,
explicaré más a fondo estos datos en
el apartado correspondiente. La casa
estará desocupada de las 8am a las 4pm.
Ambos usuarios tienen el mismo horario,
trabajan y comen a diario fuera de casa.
1.3 Ocupación
La vivienda consta de 99m2 dentro
de la envolvente térmica y 2 usuarios.

71
Por tanto la densidad de ocupación
es 99m2/2 personas = 49’5m2/persona.
El dato en DesignBuilder se pide en
personas/m2, por tanto 0,02 personas/
m2.
En el PHPP se debe especificar la
densidad de ocupación en la pestaña
de comprobación, en la casilla de
“ocupación proyectada”. Por defecto
vieneenEstándar,estosignificaquelahoja
de cálculo asocia 35m2 por persona. Este
no es nuestro caso y por tanto cambiamos
de Estándar a Datos del usuario. En este
caso podemos introducir directamente
el número de usuarios, 2, y el programa
realiza los cálculos automáticamente. Si
la superficie real de ocupación de nuestra
construcción fuera superior a 50m2 por
persona la hoja de cálculo cambiaría
automáticamente a este valor máximo.
Nuestro caso de 49’5m2/persona está
al límite y por tanto no es problema. Si
se sobrepasara este límite habría que
modificar el DesignBuilder para asemejar
al PHPP.
1.4 Control Ambiental
Ganancias totales:
En ganancias totales debemos
tocar la plantilla de actividad para editar
la que hemos creado. La carga debe
coincidir con la pestana del PHPP GIC
(Ganancias Internas de Calor) de verano
e invierno en mi caso 2,1 W/m2 en verano
y 4,12 en invierno.

72
2-CERRAMIENTOS:
2.1 composición:
Comoyaheexplicadoenelapartdo
anterior, el calculo de las resistencias
superficiales entre la simulación dinámica
y estática es un hecho, por cómo
calcula cada programa. Esta diferencia
se constató cuando se introducen las
conductividades de los muros, cubiertas
y solera con exactamente los mismos
valores que los datos presentados en el
PHPP.
Para asemejar los cálculos
decidimos introducir directamente el
valor de la transmitancia (U) en los muros,
cubiertas y solera para poder disminuir el
margen de error.
Si dispusiera de más tiempo me
gustaría realizar una comparativa entre
el PHPP y el DesignBuilder introduciendo
los cerramientos con sus conductividades
en vez de marcar directamente la
transmitancia en la simulación dinámica
y comparar.
2.2 Superficie
A nivel de edificio, compruebo que
en Áreas totales de suelo de edificio, la
superficie del DesignBuilder encaja con
la del PHPP. En mi caso la despensa está
fuera de la envolvente térmica mientras
que en la simulación estática están
todas las estancias comprendidas en la
envolvente.Comomiobjetivoesasemejar
las simulaciones lo máximo posible a la
realidad, cambiaré el parámetro en el
PHPP. La superficie total de la vivienda es
de 99,00 m2 y su volumen 341,53 m3. La
ocupación es por tanto 0,0169. Este dato
es especialmente significativo ya que
la superficie influye directamente en el
computo de cualquier tipo de calculo ya
sea dinámico o estático. A nivel de la casa
en DesignBuilder, la despensa se pondrá
como tipo de zona no acondicionada
pero deben estar activadas las casillas de
incluir zona en cálculos térmicos e incluir
en cálculos de luz diurna con Radiance.
Si las superficies no encajan bien habría
que comprobar en geometría, áreas
y volúmenes si la plantilla de criterios

73
geométricos mide desde fuera o desde
dentro. También podríamos fijar el espesor
de los muros, cubierta y solera. En mi caso
encajó todo bien y no tuve que modificar
este apartado. Es importante tener claro
como queremos calcular el volumen
exterior y los puentes térmicos debería ser
los mismos que el PHPP, en el caso de la
Casa Palau, no existen.
Al comprobar si la superficie de
cada muro mide lo mismo en ambas
simulaciones compruebo que las
longitudes son exactas salvo en dos
muros dónde la diferencia es de unos
centímetros así que decido dejarlo como
está.
2.3 Infiltraciones
Las infiltraciones se fijan en
“herramientas > definir infiltraciones
>caudal de presurización”. Debemos
tener activada la casilla de repartición
de las infiltraciones en las zonas según
las áreas. Ya que dependiendo de la
superficie de cada estancia tendrá unas
infiltraciones diferentes. Sobre todo por
la cantidad de m2 expuestos al exterior,
es decir, la fachada. El caudal se debe
adaptar ya que PHPP nos da datos en
renovaciones/hora y DesignBuilder nos los
pide en m3/s.
El caudal es calcula de la siguiente
manera:
0,20 renovaciones/h x 341,43m3 = 68,29
m3/h
54,89 m3/h / 3600s = 0,1896 m3/s
La simulación sale de esta manera a 1,2
KWh/m2año
2.4 Estanqueidad
En la pestaña de Estanqueidad al
aire, fijamos el dato obtenido en el PHPP:
0,2 renovaciones/hora. El dato obtenido
del ensayo puerta-ventilador, realizado
in-situ para lograr la certificación
Passivhaus. DesignBuilder introduce el
dato en renovaciones/hora y es necesario
cambiar en configuración las unidades
de renovaciones/hora medidas a 50 Pa.
3-ABERTURAS:
3.1 Superficie acristalamiento:
Al dibujar las aberturas siguiendo
los planos, compruebo que las
superficies disciernen de los datos
del PHPP. Simplificamos para nuestra
comparación, tomamos los datos del
PHPP como correctos e introducimos los
datos de superficie de acristalamiento
y la transmitancia del vidrio de ventana
de la pestana ventanas del PHPP en el
modelo de DesignBuilder. Obviando que
las ventanas tengan marco y aceptando
que el puente térmico de las carpinterías
quedan embebidas en la fachada. Debo
crear para cada ventana un vidrio con la
misma transmitancia que figura en el PHPP
e introduciendo los valores manualmente.
3.2 Sombreamientos
El sombreamiento de los vidrios es
muy importante en el cálculo de ambas
simulaciones, ya sea la sombra

74
que proporciona el grosor del propio
muro como los elementos auxiliares de
sombreamiento, las persianas alicantinas
en el caso de Palau, ya que el grosor del
muro proporciona una sombra que puede
afectar enormemente al resultado final,
en términos de ganancias o pérdidas
térmicas.
Para marcar el sombreamiento
del muro exterior en PHPP es necesario
introducir los valores manualmente. Se
debe medir la distancia horizontal de la
cara del muro a final de la carpintería
y la distancia vertical desde el inicio de
la carpintería a la cara interior del vidrio
(PHPP: versión 8, 2013, pág. 90). En caso
de que existiera algún elemento cercano
como por ejemplo una voladizo o un
saliente del edificio que arrojara sombras
sobre una ventana se debe medir la
distancia a este punto en los dos ejes,
el X y el Y. Estos datos se introducen en
la columna de “Profundidad de telares/
remetimientos laterales” y “Distancia del
borde de vidrio al telar/rementimiento”.
En DesignBuilder se introduce
directamente el valor en la pestana
“aberturas”, reborde exterior, midiendo
desde la cara exterior del muro a la cara
exterior del vidrio. En el caso de Palau

75
las ventanas se encuentran enrasadas a
la cara interior del muro por tanto no se
marca el reborde interior. Introduzco los
mismos valores que se han introducido
manualmente en PHPP, para evitar este
margen de error.
Las ventanas con orientación Sur y
Oeste tienen un protección solar manual.
Persianas alicantinas que deberán estar
bajadas durante las horas de sol los días de
verano.Sabemosquelosusuarioscumplen
este comportamiento por los resultados
obtenidos en las monitorizaciones de
temperaturas interiores. Esta información
se introduce en la pestaña de “aberturas
> sombread > sombreado de ventana”.
Creo “Palau-persianas alicantinas” con
sombreado al exterior ya que las persianas
se sitúan fuera de la vivienda y debo elegir
programación y crearla expresamente.
El sombreamiento exterior es uno
de los elementos que más impacto tiene
en el comportamiento de la vivienda, en
el apartado sobre la inercia desarrollaré
este punto de forma más extensa.

4-ILUMINACIÓN:
La iluminación en DesignBuilder nos
exige introducir una carga en W/
m2 y una fracción latente. Estos datos
se encuentran en el PHPP en la pestaña
de “Electricidad”. Bajo el apartado
“electricidad” marcado en color naranja
obtenemos los datos de Iluminación,
11W si la cuota de bombillas de bajo
consumo es del 100% (sabemos que
esto es así porque los usuarios están muy
comprometidos y los datos de consumo
coinciden aunque no exactamente
porque es muy difícil prever el consumo
exacto) y electrónica 80W.
DesignBuilder nos pide este dato por
m2 así que tendré que dividirlo por la
superficie:
11W/99m2= 0,11W/m2

DesignBuilder nos deja introducir
un valor mínimo de 1 W/m2. Sería
interesante comprobar cuanto afectaría
cambiar este dato. Llama la atención lo
bajo que es este dato, al comprobar el
gasto de energía durante el último año,
comprobamos que fue de 1472,2 kWh
mientras que el PHPP registra 1489 kWh,
una diferencia del 1,1% es despreciable.
La simulación en DesignBuilder
con la potencia de iluminación en 0 W/
m2, datos más próximos al 0,11 del PHPP
me da un consumo de 681 kWh, mientras
que si pongo la potencia al mínimo que
me permite DesignBuilder, 1 W/m2, me
sale 1042 kWh. Continuaré la simulación
con una potencia de iluminación de
1W/m2, sabiendo que arrastraré un
error importante en la demanda de
electricidad. La demanda de iluminación
en PHPP es de 64kWh mientras que el
DesignBuilder es bastante superior, 360
kWh. No quiero subir la demanda de
la simulación estática cuando esta se
parece tanto al consumo real.

76
5-HVAC:
El DesignBuilder tiene en cuenta
las ganancias internas y no las solares,
mientras que el PHPP si las tiene en cuenta.
Esta será otras de las diferencias entre las
dos simulaciones que no podremos afinar.
En DesignBuilder elegimos el modo
de cálculo de HVAC simple que nos la
demanda, HVAC compacto nos daría el
consumo.
La medidas activas de Casa Palau son:
- ventilación mecánica con
recuperador de calor de 77,2% y un
rendimiento del 84%. Su consumo es de
0,29 WH/m3.
- Estufa de Leña de 5KW de
potencia nominal
- Bomba de calor Aeroterma
paraelaguacalientesanitaria.Eneldiseño
del DesignBuilder desactivaremos el ACS
pues no afecta de forma importante al
cálculo final.
- Como ya he mencionado la
casatieneunatasadesobrecalentamiento
del 16,7% según el cálculo estático del
PHPP y el Instituto Passivhaus exige poner
una máquina de aire acondicionado
cuando la tasa sea superior al 10%. Sin
embargo esta no se llegó a instalar y
por tanto, desactivaremos lo referente
a refrigeración en el DesignBuilder y en
PHPP.
5.1 Ventilación mecánica
La ventilación mecánica es la principal
medida para calentar y/o refrigerar la
vivienda además de garantizar la calidad
del aire interior.
En DesignBuilder activamos la pestaña de
“Ventilación mecánica” elegimos como
“método de definición de aire exterior”,
“4. Aire exterior mínimo (por persona + por
área)”.
La programación de la ventilación
mecánica debe de apagarse durante
las 8 horas de la noche cuando se
activa la ventilación natural en verano.
En invierno ésta se mantiene también
apagada porque hubo un problema de
infradimiensionamiento de los conductos
y hace un ruido que molesta para dormir.
La máquina queda en funcionando a
ritmo mínimo mientras los ocupantes no
se encuentran en la vivienda, 8 horas.
Por la tarde, cuando los usuarios llegan
a casa, se cambia al modo estándar de
ventilación durante otras 8 horas.
Para la plantilla del DesignBuilder
supondré que cuando la máquina esté
apagada esto corresponderá a un 0%,
cuando esté al mínimo será el 10% y
cuando esté en estándar un 60%. También
existe la posibilidad de modo máximo
que correspondería al 100%.
En DesignBuilder desactivo el
economizador que no tiene y activo
la recuperación de calor sensible. La
efectividad de recuperación de calor
sensibleesdel77,2%.Estosdatoscoinciden
con los de la memoria y el PHPP.

78
5.2 Calefacción
La calefacción es a través de una
estufa de leña. La plantilla de actividad
deberá coincidir con el Excel que la
familia ha realizado concienzudamente
de su consumo durante el invierno 2013-
2014 y está a su vez debe ser igual en
PHPP. Según los datos registrados por el
usuario, la estufa se encendió 17 de los
31 días que tiene diciembre, 18 de los 31
de enero, 15 de los 28 que tiene febrero
y tan sólo 4 de los 31 de marzo, esto nos
da unos porcentajes de uso de: 55%, 58%
54% y 13% respectivamente. Decido crear
una plantilla para los meses más frio con
un porcentaje de uso del 55% (ya que
DesignBuilder no deja saltos inferiores al
5%) y otra para el mes de marzo con un
15% de uso.
5.3 Refrigeración
La vivienda según los cálculos del
PHPP tiene un sobrecalentamiento de
16,7%, con este valor el Instituto Passivhaus
exige la colocación de una máquina
que genere frio. Finalmente esta no se
instaló y se consiguieron las temperaturas
interiores de confort deseadas. Esto
puede deberse a que el clima instalado
en la hoja de cálculo es el de la estación
meteorológica Fabra en el aeropuerto.
La localidad de Palau-Solità i Plegamans
tiene una oscilación térmica mayor
que Barcelona ciudad y que Barcelona
aeropuerto al estar más alejado del
mar. Por eso los datos de monitorización
demuestran que no es necesario este
apoyo extra. Para asemejar ambas
simulaciones desactivaré la refrigeración
en ambas. En PHPP se debe de eliminar
la “x” en el apartado de “refrigeración
mecánica” en la pestaña de
“comprobación”. Al realizar esto nos dice
que necesitamos reducir la demanda de
refrigeración/deshumidificación. El PHPP
tiene una temperatura interior de verano
fijada en 25ºC que nos da una tasa de
sobrecalentamiento del 23,1%, si subimos
la temperatura a 26ºC nos baja a un
16,7%. Dejamos esta última opción para
tener datos más parejos a la realidad.
5.4 Ventilación natural o ventilación de
verano
La ventilación natural cruzada
es la principal medida para refrigerar la
vivienda en los meses más cálido. Se ha
estimado para el PHHP que el caudal de
ventilación para higiene en verano sea 1,5
veces el caudal de invierno (0,55/h) por
tanto 0,825/h. El usuario debería tener la
VMC apagada y dos ventanas abiertas,
una hoja de la ventana denominada
FO3.1 y abrir parcialmente la ventana
osciloparalela, denominada FS2.1. Esto
equivaldría en la hoja “SummVent” a una
ventilación natural nocturna de 1,57/h. He
fijado en la plantilla de actividad que las
ventanas se abrirán por la tarde desde las
19h hasta las 8h de la mañana siguiente.
Por la noche las ventanas estarán más
abiertas que por la tarde.
Al disponer de este dato de
renovaciones/hora elijo el tipo de
ventilación natural programada en

79
DesignBuilder, para que los datos sean lo
más parejos posible. La otra opción de la
simulación dinámica sería la ventilación
natural calculada, de esta forma el
programa tiene en cuenta las condiciones
de viento en el sitio, el grado de apertura
y el funcionamiento de las aberturas, el
programa calcula él mismo la ventilación
natural con los parámetros introducidos
(manual de DesignBuilder, pág., 98).
Para la opción de ventilación
natural calcula sólo es necesario crear
una plantilla de actividad. Está previsto
que los usuarios abran la ventana un tanto
porciento. Reflejaré esto como un 100 %
en la plantilla de actividad, ya que esto
significa que durante las horas que esté
en funcionamiento la ventilación natural
tendrá las renovaciones/hora máximas
calculadas, 1,57/h, DesignBuilder no
permite afinar tanto e introduzco 1,6/h.
La temperatura máxima de
ventilación será de 26ºC y la temperatura
mínima de ventilación será 12ºC. En PHPP
se introduce las temperaturas interiores
mínimas y máximas a partir de las cuales
se quiere que empiece la ventilación, sin
embargo en DesignBuilder se debe fijar
la temperatura exterior máxima y mínima
a partir de la que se quiere iniciar la
ventilación.

80
2.3
Simulación estática (PHPP)
La simulación estática pide una
demanda de calefacción de 9 KWh/m2
y una carga de calefacción de 10 KWh/
m2.
La demanda de electricidad es de
1489 kWh.¬¬
PHPP, Comprobación CPalau_PHPP9- SOBRE SOLERA.xlsx
Comprobación Passivhaus
Foto o dibujo
Edificio: CASA UNIFAMILIAR EN PALAU-SOLITÀ PLEGAMANS
Calle: Pineda 58
CP / Ciudad: Palau-solità i Plegamans
País: ESPAÑA
Tipo de edificio: UNIFAMILIAR AISLADA
Clima: [ES] - Barcelona Altitud del sitio del edificio (en [m] sobre el nivel del mar): 147
Propietario / cliente: MONICA VELA PEREZ & JORDI BOLAO i SILVESTRE
Calle:
CP / Ciudad: Palau-solità i Plegamans C.P. 08184, ESPAÑA
Arquitectura: Eva Jordan Guerrero / Micheel Wassouf
Calle: Eslida 5, local 11
CP / Ciudad: 08840 Viladecans, ESPAÑA
Instalaciones: Papik Fusters S.L. B63965834
Calle: Sort 34
CP / Ciudad: 08172 Sant Cugat del Vallès
Año construcción: 2013 Temperatura interior invierno: 20,0 °C Volumen exterior Ve m³: 341,5
Nr. de viviendas 1 Temperatura interior verano: 26,0 °C Refrigeración mecánica:
Nr. de personas: 2,0 Cargas internas de calor invierno: 2,1 W/m2
Cap. específica: 84 Wh/K por m² SRE ídem verano: 3,4 W/m2
Valores característicos del edificio con relación a la superficie de referencia energética y año
Superficie de referencia energética 99,0 m
²
Requerimientos ¿Cumplido?*
Calefacción Demanda de calefacción 9 kWh/(m
2
a) 15 kWh/(m²a) sí
Carga de calefacción 10 W/m
2
10 W/m² sí
Refrigeración Demanda total refrigeración kWh/(m2
a) - -
Carga de refrigeración W/m2 - -
Frecuencia de sobrecalentamiento (> 26 °C) 16,7 % - -
Energía primaria
Calef., ref.,
elect. auxiliar,
deshum., ACS,
ilum., aparatos eléct. kWh/(m
2
a) 120 kWh/(m²a)
ACS, calefacción y electricidad auxiliar kWh/(m2
a) - -
Ahorro de EP a través de electricidad solar kWh/(m2
a) - -
Hermeticidad Resultado ensayo de presión n50 0,2 1/h 0,6 1/h sí
* Campo vacío: faltan datos;; '-': sin requerimiento
Passivhaus?
PHPP Versión 8.4
Confirmamos que los valores aqui Nombre: Número de registro PHPP:
presentados han sido determinados siguiendo
la metodoloía PHPP y están basados en los Apellidos: Expedido en:
valores característicos del edificio.
Los cálculos con PHPP están adjuntos a Compañía: Firma:
esta aplicación.
D-64283 Darmstadt
PEPES_210913_74273160_esp8
arquiTIR projectes
Jordan Guerrero
Eva

81
PHPP, ElectricidadPHPP CasaPalau Modificado.xlsx
Planificación Passivhaus:D E M A N D A D E E L E C T R I C I D A D
Edificio:CASAUNIFAMILIARENPALAU-SOLITÀPLEGAMANS
Nr. de viviendas1Viviendas
Personas2,0 PContribución solar de ACS para lavar ropa y platosFactores de EP:Electricidad2,6kWh/kWh
Superficie habitable99m²Rendimiento máximo ACS44%Gasnatural1,1kWh/kWh
Demanda de calefacción9kWh/(m²a)Rendimiento máximo calefacción79%Fuente de energía para ACS/Calefacción:1,81,8
Columna Nr.123456788a91011121314
Uso
¿Existente? (1/0)
¿Dentro de la
envolvente térmica?
(1/0)
Demanda estándar
Factor de uso
Frecuencia de uso
anual
Valor de referencia
Energía útil
(kWh/a)
Cuota eléctrica
Cuota no eléctrica
Demanda de
electricidad
(kWh/a)
Demanda
aumentada/reducida
Valor límite de
eficiencia
Cuota de aportación
solar
Demanda no
eléctrica (kWh/a)
Demanda de
energía primaria
(kWh/a)
Lavavajillas001,10kWh/uso*1,00*65 /(P*a)*2,0p=0*100%=00
Conexiónaguafría *0%* (1+0,30) *0,44*(1-) =
Lavadora de ropa110,80kWh/uso*1,00*57 /(P*a)*2,0p=91*100%=91237
Conexiónaguafría *0%* (1+0,05) *0,44*(1-) =
Secado de ropa: 113,50kWh/uso
Humedad
residual0,88*57 /(P*a)*2,0p=00%=00
Tendedero 0,60=00%1,00*00
Consumo energético por evaporación113,13kWh/uso*0,60*57 /(P*a)*2,0p=214*100%* (1+0,00) *0,79*(1-0,77) =3971
Refrigerar110,39kWh/d*1,00*365d/a*1Viviendas=142*100%=142370
Congelador110,55kWh/d*1,00*365d/a*1Viviendas=201*100%=201522
o combinaciones011,00kWh/d*1,00*365d/a*1Viviendas=0*100%=00
Cocinar con110,20kWh/uso*1,00*500 /(P*a)*2,0p=200*100%=200520
Electricidad
Cuota de
bombillas de bajo
consumo
*0%00
Iluminación1111W100%*1,00*2,90kh/(P*a)*2,0p=64*100%=64166
Electrónica1180W*1,00*0,55kh/(P*a)*2,0p=88*100%=88229
Aparatos pequeños, etc.1150kWh*1,00*1,00 /(P*a)*2,0p=100*100%=100260
Total elect. aux.327327851
Otros:
Horno11150kWh/a150150390
Campanacocina11126kWh/a126126328
kWh/a000
ACS no eléctrica lavar ropa y platos
Total1704kWh1489kWh0kWh393943
No renovable y no eléctrico ACS lavar ropa y platos
Valor caract. 15,0kWh/(m2
a)0,0kWh/(m2
a)0,439,8
Valor máx. recomendado1850

82
2.4
Simulación dinámica
(DesignBuilder)
Los resultados para cargas del
sistema muestran una demanda de
calefacción de 8839,63 Wh/m2.
Los gráficos de ganancias internas
muestran que el calentamiento sensible
es de 8439,05 Wh/m2 y el enfriamiento
sensible es de -2208,62 Wh/m2.
La temperaturas de confort
siempre son superiores a las del exterior,
provocando que en los meses más cálidos
se sufran temperaturas interiores de 26ºC,
que son más elevadas que las registradas
en la realidad. Sin duda no he sido capaz
de igualar este dato.
El consumo total de electricidad de
1042,59 KWh/año, representado en color
azul. El color rosa corresponde al consumo
de biomasa de la estufa de leña. El
apartado de biomasa es nuevo en esta
versión y no está todavía perfeccionado

84
por ello este resultado no es fiable y no lo
usaremos para nuestra comprobación.
Losconsumosdesglosadosdeelectricidad,
colores azul y amarillo claro muestran que
el consumo en iluminación es menor que
el resto de los equipos. Las bombillas de la
vivienda son todas de bajo consumo y son
resultados plausibles, sin embargo como
veremos en la comparación, debería ser
inferior por la potencia de iluminacion
mínima que admiete el DesignBuilder.

86
2.5
Monitorización Real
Los usuarios de la Casa Palau
tienen su propia estación meteorológica
en la parcela y llevan un estudio de sus
consumos. Aprovecharemos estos datos
para nuestro estudio.
La simulación estática del PHPP
nos ofrece unos datos limitados por tanto
sólo podremos comparar los datos de
demanda de calefacción, refrigeración
e iluminación por año. En cambio la
simulación dinámica de DesignBuilder
ofrece un abanico mucho más amplio de
resultados y podremos comparar con la
monitorización las temperaturas interiores,
que nos será muy útil para el apartado
fase IIb: Inercia.
Es difícil comparar los datos
obtenidos de la simulación con los de
monitorización que corresponderían a
la realidad. Los datos registrados por
los usuarios fueron los de temperaturas
interiores y exteriores. Se puede constatar
que se mantiene el confort dentro de
la vivienda tanto en verano como en
invierno.
Micheel Wassouf presentó una
investigación sobre la monitorización
de esta vivienda en la conferencia
Internacional Passivhaus de este año
2015 en Leipizig. A continuación mostraré
sus resultados.
Los datos de monitorización para
el verano de 2014 muestran como la
temperatura media exterior fue de
23,70ªC, mientras que los datos oficiales
del PHPP para Barcelona miden 23,6ºC.
La temperatura media interior registrada
in-situ fue de 24,7ºC. Las frecuencia de
sobrecalentamiento durante el total del
periodo estival calculada es un 26,8%
(con los datos de Barcelona climate data
set). Tras modificar el PHPP para adaptarlo
a las nueva situación esta tasa bajó al
16,7%, probablemente más cercano a la
realidad.
La gráfica (figura número 6 del
artículo)muestraelbuencomportamiento
de la casa. Sólo se sobrepasa la barrera
crítica de los 26ºC durante un par de
horas.
Si miramos los datos de una
semana del verano 2014, durante el
periodo de ocupación, se observa unas
temperaturas muy constantes en el
interior de la vivienda. Esto se debe a un
comportamiento óptimo de los usuarios
(se cerraron las persianas durante el día
y no se abrieron las ventanas). Por otro
lado se observa que puntualmente el
desplazamiento de temperaturas es muy
bajo, en torno a las 3 horas.
2.5
Monitorización Real

87
*Gráficas extraidas del estudio de Micheel Wassouf

88
De estos datos se puede concluir que la
casa se comporta de forma excelente
en términos de confort térmico. Aunque
la constante de tiempo (el tiempo que
tarda la casa en alcanzar temperatura
de confort cuando hay una ola de frio o
calor) no es superior a un día en verano
y el desfase de temperaturas (entre el
exterior y el interior) es bastante bajo
entre 3 y 5 horas. Además la temperatura
máxima admitida, 27ºC, sólo se sobrepasa
durante un para de horas. En el siguiente
apartado estudiaremos como la masa
térmica ayudaría o no a mejorar el
comportamiento de estas construcciones
ligeras.
2.6
Conclusiones
Después de intentar asemejar
las dos simulaciones lo máximo posible,
tocando parámetros que no se suelen
tocar, ya que normalmente se prefiere el
método de cálculo que la herramienta
prioriza. Recordemos que nuestro
objetivo no es una simulación simple sino
una comparación, como la introducción
directa de los valores U o el tratamiento
que hemos dado a los vidrios, puedo
concluir que una equiparación de ambas
simulaciones no ha sido posible.
La diferencia en la demanda de
calefacción ha sido de un 2,42%, un
margen de error comprendido dentro del
5% que se propuso al inicio. La diferencia
en la demanda de electricidad es más
significativa, un 30,33%. Esto se debe
a la gran diferencia en la potencia de
iluminación, 0,11 /m2 en PHPP frente al
mínimo que permite DesignBuilder, 1/m2.
Esto nos da consumos bastante desiguales
en iluminación pero introduce más carga
interna en el resto del edificio. La carga
interna está directamente relacionada
con la demanda de calefacción y para
no alternar esta demanda que será
objeto de estudio en el apartado de la
inercia, asumiré este margen de error que
en posteriores trabajos debo mejorar.

89
Las diferencias en infiltraciones son
inexistentes ya que en ambos programas
se introduce el dato directamente. La
diferencia en demanda de refrigeración
también es 0 ya que en ambos casos se
desactiva.
Esta desigualdad se debe a muchos
factores derivados principalmente de la
manera en que cada herramienta pide
los datos y realiza el cálculo, como por
ejemplo el calculo de las resistencias
superficiales en los cerramientos. La
simulación estática del Instituto Passivhaus
prioriza en su cálculo las ganancias
solares mientras que la simulación termo-
dinámica del DesignBuilder prioriza las
ganancias internas. Ésta última además
introduce muchos más puntos de cálculo
al pedir ficheros que le den resultados por
horas mientras que el PHPP pide medias.
También se introducen diferencias con
los parámetros mínimos que admite uno
y otro programa como fue el caso de la
potencia de iluminación.

90
fase IIb
Inercia

Margarita san valentín. memoria tfm

Margarita san valentín. memoria tfm

Recomendados

Recomendados

Más contenido relacionado

Similar a Margarita san valentín. memoria tfm

Similar a Margarita san valentín. memoria tfm (20)

Último

Último (20)

Margarita san valentín. memoria tfm