Caracterización energética y condiciones de habitabilidad de las viviendas sociales del arquitecto Rafael De La Hoz en la ciudad de Córdoba. Escenarios de mejora

TESIS DOCTORAL/PhD DISSERTATION Director/Supervisor: Rafael Suárez Medina Teresa Blázquez de Pineda Sevilla 2019 ENERGY CHARACTERIZATION AND COMFORT CONDITIONS IN RAFAEL DE LA HOZ’S SOCIAL HOUSING IN CÓRDOBA SCENARIOS FOR IMPROVEMENT CARACTERIZACIÓN ENERGÉTICA Y CONDICIONES DE HABITABILIDAD DE LAS VIVIENDAS SOCIALES DEL ARQUITECTO RAFAEL DE LA HOZ EN LA CIUDAD DE CÓRDOBA ESCENARIOS DE MEJORA CARACTERIZACIÓN ENERGÉTICA Y CONDICIONES DE HABITABILIDAD DE LAS VIVIENDAS SOCIALES DEL ARQUITECTO RAFAEL DE LA HOZ EN LA CIUDAD DE CÓRDOBA ESCENARIOS DE MEJORA ENERGY CHARACTERIZATION AND COMFORT CONDITIONS IN RAFAEL DE LA HOZ’S SOCIAL HOUSING IN CÓRDOBA SCENARIOS FOR IMPROVEMENT Teresa Blázquez de Pineda Sevilla 2019 TESIS DOCTORAL/PhD DISSERTATION Director/Supervisor Dr. Rafael Suárez Medina Caracterización Energética y Condiciones de Habitabilidad de las Viviendas Sociales del Arquitecto Rafael De La Hoz en la Ciudad de Córdoba. Escenarios de Mejora Energy Characterization and Comfort Conditions in Rafael De La Hoz’s Social Housing in Córdoba. Scenarios for Improvement Ilustración de la portada: imágenes tomadas en el conjunto residencial El Santuario (Córdoba). Teresa Blázquez de Pineda. Tesis doctoral elaborada en el seno del grupo PAIDI TEP-130: Arquitectura, Patrimonio y Sostenibilidad: Acústica, Iluminación, Óptica y Energía, adscrito al Instituto Universitario de Arquitectura y Ciencias de la Construcción (IUACC) de la Universidad de Sevilla. A mis padres, por enseñarme el camino. AGRADECIMIENTOS La realización de la presente Tesis Doctoral no hubiera sido posible sin la ayuda de muchas personas, a las que me gustaría mostrar mi gratitud en estas líneas. En primer lugar, al director de este trabajo, Rafael Suárez, y al tutor, Juan José Sendra, por la formación recibida y su constante apoyo, dedicación y seguimiento. A Diego, Luisa e Inma, y a sus respectivas familias, por haberme facilitado el acceso a los datos que son objeto de estudio en esta memoria. A Simone, por la confianza depositada en mi trabajo. A todos los compañeros del Departamento y del grupo de investigación TEP-130, por su colaboración, brindarme su amistad y hacerme sentir como una más. A Rocío y a Mónica, a quienes debo mucho personalmente, porque el aprendizaje que hemos conseguido es producto del trabajo en equipo y por estar siempre que las he necesitado. A Federica, Fazel y Marian, por integrarme cultural y académicamente. A Sophie y Marina, por ser mi familia lejos de casa. A mi familia y amigos, en especial a mis padres, que son mi modelo a seguir en la carrera investigadora, por su ayuda, consejo y ejemplo diario. A mi hermano, por ayudarme desde la distancia. A Edu, por su comprensión y paciencia, por saber estar en las duras y en las maduras, y por hacerme ver que soy capaz de conseguir lo que me proponga. ÍNDICE DE CONTENIDOS i INDICE DE CONTENIDOS 0| RESUMEN / ABSTRACT 1 1| INTRODUCCIÓN 9 1.1 Estructura de la tesis doctoral 13 1.2 Antecedentes 15 Bibliografía 19 2| DEFINICIÓN DEL ALCANCE Y LOS OBJETIVOS 21 2.1 Objetivos generales 24 2.2 Objetivos específicos 25 3| ESTADO DEL ARTE 27 3.1 Eficiencia energética del parque residencial existente 30 3.1.1 Aproximación ambiental a la vivienda social 30 3.1.2 La vivienda social en el siglo XX. El caso de España 37 3.1.3 Panorama energético actual de la vivienda colectiva 60 3.1.4. Evaluación ambiental y energética del estado actual del parque residencial 66 3.2 Condiciones de bienestar térmico en la vivienda social 72 3.2.1 Evaluación del confort térmico en espacios habitables 72 3.2.2 El enfoque adaptativo en la evaluación del confort térmico en espacios habitables 75 Bibliografía 85 4| METODOLOGÍA 97 4.1 Descripción de la metodología 100 4.1.1 Identificación, definición y análisis de promociones de vivienda social construidas en cordoba entre 1950- 1980. Generación de un sistema de información geográfica (Fase I) 101 4.1.2 Aproximación ambiental y energética del parque de vivienda social existente en córdoba construido entre 1950-1980 (Fase II) 104 4.1.3 Análisis de las condiciones de bienestar térmico en las viviendas de los casos de estudio (Fase III) 110 4.1.4 Estrategias integradas de diseño para la rehabilitación de la envolvente térmica de los casos de estudio. Escenarios de mejora de confort térmico y demanda energética (Fase IV) 113 Bibliografía 116 5| CASO DE ESTUDIO 117 5.1 Núcleo urbano objeto de estudio 120 5.1.1 Descripción del marco histórico y urbanístico 124 5.2 Identificación, definición y análisis de promociones de vivienda social en Córdoba 128 ÍNDICE DE CONTENIDOS ii 5.2.1 Alcance y niveles de detalle para la definición de los casos de estudio 128 5.2.2 Identificación de las promociones de vivienda social 128 5.2.3 Definición de las promociones de vivienda social 131 5.3 Generación de un Sistema de Información Geográfica de las promociones de vivienda social identificadas 143 5.3.1 Definición del Sistema de Información Geográfica 143 5.3.2 SIG de identificación y definición de promociones de vivienda social 144 Bibliografía 151 6| APROXIMACIÓN ARQUITECTÓNICA, CONSTRUCTIVA Y ENERGÉTICA DE LAS PROMOCIONES DE VIVIENDA SOCIAL 153 6.1 Caracterización arquitectónica de promociones de vivienda social 156 6.1.1 Caracterización arquitectónica con nivel de detalle 1 - promoción 156 6.1.2. Caracterización arquitectónica con nivel de detalle 2 - bloque 168 6.1.3 SIG de caracterización arquitectónica de promociones de vivienda social 181 6.2 Caracterización constructiva de las promociones de vivienda social 187 6.2.1 Caracterización constructiva con nivel de detalle 2 - bloque 187 6.2.2 SIG de caracterización constructiva de promociones de vivienda social 208 6.3 Caracterización energética de las promociones de vivienda social 213 6.3.1 Definición y construcción de los modelos energéticos 213 6.3.2. Caracterización energética con nivel de detalle 2 - bloque 219 6.3.3 SIG de caracterización energética de promociones de vivienda social 229 6.4 Elección de las promociones de vivienda social para la evaluación de las condiciones de habitabilidad con nivel de detalle 3, vivienda 232 6.4.1 Elección de los casos de estudio 232 6.4.2 Definición arquitectónica de los casos de estudio 233 6.4.3 Definición constructiva de los casos de estudio 240 Bibliografía 245 7| EVALUACIÓN ENERGÉTICA DEL ESTADO ACTUAL DE LAS PROMOCIONES DE VIVIENDA SOCIAL 247 7.1 Caracterización y diagnosis de promociones de vivienda social con nivel de detalle 3 - vivienda 250 7.1.1. Ensayos in situ 250 Monitorización 253 7.1.2. Resultados de la monitorización 255 7.2 Generación y ajuste de los modelos energéticos 280 7.2.1. Datos de entrada 280 7.2.2. Datos variables: análisis de sensibilidad 283 0| RESUMEN / ABSTRACT 5 entidades y organismos encargados de la redacción de planes especiales de rehabilitación energética del parque residencial obsoleto. 0| RESUMEN / ABSTRACT 6 0| RESUMEN / ABSTRACT 7 0 ABSTRACT Current intentions to reduce the environmental global impact and a higher energy efficiency of the building sector have encouraged research on energy conservation measures and concrete actions suitable for sustainable development and the improvement of habitability conditions in buildings. In Spain, 61 % of the existing residential stock shows a deficient energy performance regarding prevailing energy standards, due to the fact that they were built before the first regulation on thermal conditions in buildings, the NBE-CT 79. Hence, improving this important amount of existing housing stock from the energy and environmental angle is a preferential issue to matter. This doctoral thesis pursues to set up a protocol for analysing the existing residential stock, by answering to three main aims, to increase the available data on the current state of these buildings as a previous step to intervene on them with any kind of upgrading action, to assess the level of thermal well-being inside the dwellings located under Mediterranean weather conditions by means of adaptive approach-based empirical models, to quantify their potential for improvement through the application of passive standard energy retrofit strategies that lessen the lack of thermal comfort, as well as shorten the annual energy demand and the associated CO2 emissions. In particular, the analysis protocol is applied to the existing social housing stock built between 1950-1980 in Córdoba, a city from the southern area of the Spanish Mediterranean arc, mainly focusing in the work of the Spanish architect Rafael de la Hoz, who entailed an architectural paradigm of Modern Movement by fostering the development of this sort of residential buildings. The environmental and energy assessment of the building stock is developed through a three-level bottomup approach: a detail level 1, at a territorial extent, centred in a promotion scale, which deals with the architectural and constructive characterization of the buildings, by their typological classification and the definition of the constructive solutions employed in their thermal envelope; a detail level 2, targeted to a building scale, which runs an energy characterization of the analysed buildings from the gathered information in the previous level, and quantifies their CO2 emissions and primary energy annual demand; a detail level 3, at a dwelling scale, in which a compilation of data about the current state of the buildings is gathered by means of in situ tests (infrared thermography and air-tightness of the outer parts of the buildings’ thermal envelope) and the monitoring of environmental and energy parameters, in three dwellings that belong to three social housing neighbourhoods made by Rafael de la Hoz, which turn to be representative of the investigated building stock after running a statistical analysis in previous levels. Thanks to the data collection under real use and occupancy conditions, the present research bridges the gaps between energy models simulation results and the energy performance of real case-study units. This allows to validate the potential of improvement of the studied buildings by way of passive standard energy retrofit strategies applied on the thermal envelope of the energy models that foresee an increase on thermal comfort in the dwellings, alongside with the decrease of primary energy demand and the CO2 emissions of this housing sector. 0| RESUMEN / ABSTRACT 8 To close the cycle, the scenarios for improvement assessed on the dwellings are transposed to urban and territorial scale detail levels (1 and 2), to quantify the obtainable benefits in global terms. In addition to the environmental and energy consumption and demand evaluation of monitored case-study dwellings, this doctoral thesis focus on the assessment of indoor conditions in them, and whether they really provide the users with a reasonable thermal comfort and well-being level. Usually, current energy standards and local regulations base thermal well-being requisites on a steady-state basis, and prescribe very narrow comfort temperature ranges, that imply a compulsory use of conditioning active systems (HVAC) to keep indoor temperatures between the threshold. On the contrary, the adaptive model offers a more realistic approach to thermal well-being, guaranteeing a lower need to use active equipment in maintaining indoor comfort, inasmuch the building runs in free-floating regime for longer hour, without needing the activation of HVAC systems. Given the empirical nature of the adaptive comfort equations, the applicability of two models that belong to experimental research and appear in international standards are examined, in order to set an adjusted model to Mediterranean weather conditions from Spanish B4 climate zone (Csa), as is the case of Córdoba. Particularly, ASHRAE Standard 55, with international scope of application, and Barbadilla-Martin et al. (2017) Standard MM, developed in the same climate zone as the analysed buildings, will be employed in the assessment and diagnosis of the lack of comfort in the considered housing stock by way of the adaptive approach. Hypothetical scenarios of intervention for the upgrading of this residential stock are targeted to the addition of thermal insulation in the opaque parts of the thermal envelope, implementing window glazing and joinery with improved thermal characteristics, together with more air-tight windows, and the incorporation of a mechanical ventilation system with a hygroregulable air-flow adjusted to occupancy needs. The individual analysis of each strategy leads to the formulation of an all-inclusive proposal that provides with a significant increase of thermal well-being inside the dwellings, bringing indoor temperatures closer to temperature ranges set by the adjusted adaptive comfort model (20.9 ºC in winter and 30 ºC in summer) achieving a 100 % of occupancy hours of thermal well-being. The all-inclusive strategy can be applied at urban and territorial levels of intervention concerning buildings that share similar constructive characteristics and obtaining a 30 % reduction of CO2 emissions and a 40 % decrease of primary energy annual demand in the building sector at a global scale. The aim to fill the gap of knowledge about the existing Mediterranean housing stock has led to the generation of a data base associated to a Geographic Information System, in which all the recorded data on the identification, definition and analysis of morphological, constructive and energy aspects of the residential stock has been organized and stored. The geographic data base is hereby presented as a tool for storing, analysing and data mining the current state of the residential stock, making it user-friendly and accessible to key stakeholders in charge of the development of energy retrofitting urban plans to upgrade these obsolete buildings. 1|INTRODUCCIÓN 1| INTRODUCCIÓN 10 1| INTRODUCCIÓN 11 1INTRODUCCIÓN La presente Tesis Doctoral se enmarca en el contexto energético actual del sector residencial en España abordando el deficiente comportamiento ambiental de una gran parte de este, en especial los edificios realizados entre los años 1950 y 1980. Durante esas décadas, el parque residencial en España experimentó un rápido crecimiento gracias a los procesos de expansión urbana, que dieron prioridad a criterios de satisfacción de la demanda de vivienda y la economía de medios en la construcción. Por ello, estas edificaciones existentes hoy en día presentan una deficiente calidad constructiva, dada la falta de aislamiento térmico en su envolvente, ya que no será hasta el año 1979 en el que la aparición de la NBE-CT-79 “Condiciones Térmicas en los Edificios” impondrá la obligación de cumplir con criterios de ahorro energético en la edificación. Las actuales políticas energéticas a nivel europeo y a nivel nacional apuestan por la inversión en la rehabilitación de estos edificios, con el objeto de aproximar las mejoras alcanzadas a las cifras establecidas por la estrategia Horizonte 2020. La transposición normativa en España de la Directiva Europea 2010/31/UE sobre Eficiencia Energética de los edificios supuso la acometida de acciones concretas propuestas dentro del Plan de Eficiencia Energética 2011, para alcanzar las cifras de ahorro propuestas, siendo imprescindible para ello el previo conocimiento del déficit energético del parque residencial para implementar las adecuadas estrategias de rehabilitación. El deficiente estado energético de la edificación residencial da lugar a situaciones de falta de confort térmico en el interior de los espacios habitados. Además, las actuales normativas dirigidas a establecer las condiciones mínimas de habitabilidad de los espacios presentan un planteamiento taxativo y se diseñan para un perfil de uso y ocupación estándar, lo cual provoca una valoración del ambiente térmico en dichas viviendas alejado de la realidad y con un alto nivel de incertidumbre. Las diferencias obtenidas pueden asociarse a un consumo real mayor al estimado, debido a la infravaloración de la acción del usuario en la vivienda y el consumo energético derivado, o viceversa, un consumo real mucho menor del esperado. Esta problemática es muy común en el parque de vivienda social del área mediterránea, en la que se observan casos donde los usuarios asumen la falta de confort térmico por no poder hacer frente al gasto energético necesario para mantener las condiciones interiores dentro de los rangos establecidos por la normativa vigente, dando pie a situaciones de pobreza energética. El conocimiento del estado actual del parque residencial es un paso primordial a la hora de afrontar cualquier tipo de intervención en un edificio. Actualmente, existe un gran vacío de información relativa a la evolución de los parámetros ambientales, las condiciones de confort térmico y la demanda energética real extraída de ensayos in situ bajo condiciones reales de uso y ocupación de las viviendas, en especial, en el área Mediterránea. Una gran parte de los estudios se han basado en simulaciones energéticas bajo un perfil de usuario y condiciones operativas estándar, que, en la mayoría de los casos, sobre todo en la vivienda social en clima Mediterráneo, ofrecen unos resultados que quedan alejados de la realidad. 1| INTRODUCCIÓN 12 La aproximación a las condiciones de confort térmico mediante modelos adaptativos que tienen en cuenta la forma en que las condiciones interiores son sensibles a los cambios climáticos en el exterior, y la adaptación de los usuarios a esas condiciones, interactuando con el edificio y su entorno en función de sus expectativas y experiencias térmicas, es adoptada como una medida de análisis más realista para evaluar las condiciones en viviendas donde las condiciones ambientales discurren en régimen de libre evolución, en las que escasamente se emplean sistemas activos de climatización y cuya ventilación se realiza a través de la apertura de ventanas. La presente investigación, como hipótesis de partida, pretende verificar si es posible definir un protocolo de evaluación del parque de vivienda social mediante la aplicación del enfoque adaptativo de confort térmico a las condiciones climáticas del sur del área mediterránea, así como valorar el potencial de mejora, mediante la implementación de estrategias pasivas estándar en la envolvente térmica, tanto del bienestar térmico como de la demanda energética y emisiones de CO2. Concretamente, esta investigación se centra en la valoración de las viviendas sociales construidas entre 1950 y 1980 en la ciudad de Córdoba, principalmente en las realizadas por el arquitecto Rafael de la Hoz Arderius, quien dejó una huella de arquitectura moderna en todos los proyectos que desarrolló en la ciudad y contribuyó, en gran medida, a la expansión urbana del núcleo original hacia el extrarradio durante la época de estudio, mediante la creación de grandes barriadas de vivienda social basadas en planteamientos del Movimiento Moderno. 1| INTRODUCCIÓN 13 1.1 Estructura de la tesis doctoral La presente tesis doctoral se divide en 10 capítulos: los cinco primeros, (Introducción, Definición del alcance y objetivos, Estado del Arte, Metodología, Caso de Estudio) sitúan la investigación en contexto y establecen el planteamiento de la problemática. A partir del deficiente comportamiento energético que presenta el parque de vivienda social existente construido en el período prenormativo 1950-1980 en el sur de España, se desarrolla la revisión de los rasgos arquitectónicos y constructivos que dieron pie a la aparición de la vivienda social plurifamiliar durante el período analizado, así como la investigación desarrollada por trabajos científicos y normativas enfocadas a la evaluación energética y ambiental del parque residencial existente y a su rehabilitación energética, y se plantea un protocolo de enfoque bottom-up con objeto de actualizar dicho parque residencial en base a la mejora de las condiciones de habitabilidad y bienestar térmico en las viviendas, y de forma asociada, a la reducción de la demanda energética anual y de las emisiones de CO2 de estos edificios. El caso de estudio de la tesis estará conformado por el parque residencial prenormativo existente en Córdoba, acometiendo sobre los casos analizados diferentes labores desde varias escalas de aproximación traducidas en tres niveles de detalle (nivel de detalle 1 – promoción, nivel de detalle 2 – bloque y nivel de detalle 3 – vivienda), con objeto de que los resultados obtenidos en el nivel más detallado (nivel de detalle 3 – vivienda) sean aplicables al conjunto del parque residencial analizado (nivel de detalle 1 – promoción). Cuatro capítulos de resultados muestran los avances incorporados en este campo científico por la presente tesis doctoral. En primer lugar, el capítulo 6 Aproximación arquitectónica, constructiva y energética de promociones de vivienda social lleva a cabo un estudio del estado actual del parque residencial considerado, a través de los niveles de detalle 1 (promoción) y 2 (bloque), obteniéndose una caracterización arquitectónica y constructiva global desde la que se puedan extraer patrones de tipología edificatoria y soluciones constructivas de envolvente térmica comunes dentro de los casos del parque edificado analizado. Esta información se organiza, almacena y se hace accesible a través de una base de datos asociada a un Sistema de Información Geográfica, de forma que sirva como una herramienta de análisis para los organismos y administraciones encargadas del diseño y la redacción de futuras políticas energéticas enfocadas a la mejora del parque residencial obsoleto. A partir de la información recopilada en la base de datos, se generan modelos energéticos de evaluación con nivel de detalle 2 (bloque) para obtener resultados de demanda energética anual de calefacción y refrigeración de los bloques de vivienda analizados, así como las emisiones de CO2 a la atmósfera. Tras este análisis a escala urbana, en un paso más hacia la evaluación ambiental y energética del parque residencial, tres casos de estudio son seleccionados por su representatividad numérica, tipológica y constructiva frente al resto del parque edificado analizado. El capítulo 7 Evaluación energética del estado actual de las promociones de vivienda social expone las labores desarrolladas en una vivienda seleccionada de cada uno de los casos de estudio, la cual se somete a la monitorización de parámetros ambientales y energéticos bajo condiciones de ocupación real, así como a medidas in situ (estudio de termografía infrarroja y medida de la estanqueidad de los cerramientos) y encuestas a los usuarios sobre sus hábitos de ocupación y operacionales en las viviendas. La información recopilada se utilizará para la generación y calibración de modelos energéticos de simulación que representen lo más fielmente posible las viviendas caso de estudio, para llevar a cabo una evaluación del potencial de mejora que presentan, incorporando sobre el estado actual de dichos modelos, estrategias pasivas estándar enfocadas a la rehabilitación energética de la envolvente térmica de los edificios en los que se encuentran las viviendas analizadas. 1| INTRODUCCIÓN 14 El capítulo 8 Evaluación de las condiciones de habitabilidad de las promociones de vivienda social ofrece el enfoque para la cuantificación del potencial de mejora en dichas viviendas, centrado principalmente en conseguir una mejora en las condiciones de bienestar térmico, y a partir de aquí, la reducción de la demanda energética y las emisiones de CO2 de forma asociada. Para evaluar el nivel de confort térmico se ajusta un enfoque adaptativo a partir de modelos empíricos recogidos en estándares internacionales y obtenidos a partir de estudios experimentales. Comprobada la validez del modelo para su aplicación en las condiciones climáticas que conciernen al contexto del parque residencial cordobés (zona climática B4), a partir de la cuantificación de la carencia de bienestar térmico en las viviendas, en el capítulo 9 Escenarios de mejora de las condiciones de habitabilidad en las promociones de vivienda social se aportan los resultados del potencial de mejora que se puede obtener a través de estrategias pasivas estándar de rehabilitación de la envolvente térmica en los casos de estudio analizados. Una vez obtenida la desviación de la mejora aportada por las estrategias de rehabilitación, se transponen dichas actuaciones a los modelos energéticos desarrollados con nivel de detalle 2 (bloque) para la estimación de la reducción de la demanda energética anual y las emisiones de CO2. De esta forma se cierra el círculo, quedando justificada la aplicación de este proceso metodológico en programas integrales de rehabilitación en núcleos urbanos que contemplen estrategias de actualización energética del parque residencial a nivel territorial, obteniendo resultados de mejora a gran escala. En último lugar, el capítulo 10 Conclusiones, recoge las conclusiones finales extraídas a partir de los análisis y estudios desarrollados en la presente tesis doctoral, así como la apertura hacia nuevas líneas de investigación que pueden emerger desde aquí. 2|DEFINICIÓN DEL ALCANCE Y LOS OBJETIVOS 2| DEFINICIÓN DEL ALCANCE Y LOS OBJETIVOS 22 2| DEFINICIÓN DEL ALCANCE Y LOS OBJETIVOS 23 2DEFINICIÓN DEL ALCANCE Y LOS OBJETIVOS Una de las metas de la presente tesis doctoral, es la definición de un protocolo de análisis urbano del estado actual del parque residencial existente, para proponer intervenciones pasivas estándar de rehabilitación energéticas, con el 1bjetivo de mejorar el confort térmico en el interior de las viviendas y reducir su demanda de energía primaria. La evaluación ambiental y energética del parque residencial, se lleva a cabo incorporando el estudio del confort térmico en las viviendas sociales. Frente a los restrictivos estándares actuales, centrados en modelos estáticos de confort, se propone una evaluación más realista mediante la aplicación de diferentes modelos adaptativos que se adecuan a las condiciones climáticas exteriores y a la adaptación de los usuarios a dichas condiciones. La investigación se aplica en el parque de vivienda social en Córdoba en el periodo pre-normativo 1950-1980, con un especial enfoque en poner de relieve la innovadora huella arquitectónica del arquitecto Rafael de la Hoz Arderius en la ciudad durante la época de estudio. 2| DEFINICIÓN DEL ALCANCE Y LOS OBJETIVOS 24 2.1 Objetivos generales Los objetivos generales de la presente tesis doctoral son: OG1: definir un protocolo de evaluación del comportamiento energético de viviendas sociales a escala urbana. OG2: valorar modelos adaptativos pertenecientes a estudios experimentales y a estándares internacionales aplicados al clima Mediterráneo de la zona climática B4, para la evaluación del confort térmico en condiciones de invierno y de verano en las viviendas sociales objeto de estudio. OG3: evaluar el potencial de mejora obtenible en la vivienda social mediante la incorporación de estrategias pasivas estándar de rehabilitación energética en la envolvente térmica, que supongan una mejora significativa de las condiciones de confort interior junto con una reducción de la demanda anual de energía primaria asociada en los casos de estudio. 2| DEFINICIÓN DEL ALCANCE Y LOS OBJETIVOS 25 2.2 Objetivos específicos Los objetivos específicos de esta tesis se definen a continuación: OE1: Identificar, clasificar y seleccionar las tipologías edificatorias y los sistemas constructivos más comunes en el parque edificado de vivienda social en el sur de España, en concreto en el núcleo urbano de Córdoba, construido entre los años 1950 y 1980, deficiente y muy alejado de los estándares europeos actuales, debido a la debilidad térmica de su envolvente, al estar construido antes de la entrada en vigor de la primera normativa en materia energética en España, la NBE-CT-79, volcando los resultados en un Sistema de Información Geográfica que facilite la consulta y el manejo de dicha información. OE2: Evaluar el estado energético del parque residencial analizado en su estado actual, su comportamiento higrotérmico, y su demanda energética, y relacionar los datos con un Sistema de Información Geográfica que ponga de manifiesto el potencial de mejora existente en este tipo de edificaciones, y que pueda ser utilizado por administraciones públicas y técnicos del sector de la construcción en la búsqueda de planes activos de rehabilitación energética de este parque edificado. OE3: Planificar una serie de medidas in situ y labores de monitorización de variables ambientales y energéticas en tres casos de estudio representativos, seleccionados a partir de los indicadores año de construcción, tipología y solución constructiva de fachada, y generar modelos energéticos de simulación ajustados al comportamiento real, mediante el uso de programas contrastados por la comunidad científica (DesignBuilder (Energy+), CE3X). OE4: Realizar una aproximación ambiental y energética del parque residencial existente de Córdoba en el periodo 1950-1980 mediante la definición constructiva de la envolvente, la evaluación del comportamiento energético y la evolución de las condiciones interiores de las viviendas, la caracterización de los flujos energéticos a través de su envolvente térmica y su impacto en las condiciones interiores de confort térmico, así como de demanda de energía primaria asociada. OE5: Evaluar la aplicabilidad de modelos adaptativos pertenecientes a estudios experimentales y a estándares internacionales, en condiciones de invierno y de verano en clima Mediterráneo de zona climática B4, como es el caso de Córdoba, y de esta forma evaluar las condiciones de confort interior de los casos de estudio. OE6: Evaluar el potencial de mejora del parque residencial analizado mediante la incorporación de estrategias pasivas estándar en los modelos energéticos de los casos de estudio, para la rehabilitación de las tipologías predominantes de envolvente térmica, para mejorar las condiciones interiores de confort en las viviendas, así como su comportamiento energético. 2| DEFINICIÓN DEL ALCANCE Y LOS OBJETIVOS 26 3|ESTADO DEL ARTE 3| ESTADO DEL ARTE 28 3| ESTADO DEL ARTE 29 3ESTADO DEL ARTE El presente capítulo pretende revisar el estado energético y ambiental de la vivienda social edificada entre los años 1950 y 1980, existente a día de hoy, desde su origen y desarrollo a través del siglo XX de la mano de figuras relevantes a nivel europeo y a nivel nacional, hasta llegar a la situación actual en la que las políticas energéticas abogan por una sociedad más sostenible y conservadora de los recursos energéticos. Además, se llevará a cabo un repaso de la literatura dedicada a la evaluación ambiental y energética del parque residencial actual a través de publicaciones científicas, proyectos de I+D+I y trabajos desarrollados a nivel nacional e internacional, para finalizar haciendo un repaso al marco normativo a nivel europeo y su transposición en la normativa española, con objeto de reducir el consumo energético y las emisiones de CO2 a la atmósfera en los escenarios previstos a corto y largo plazo. 3| ESTADO DEL ARTE 30 3.1 Eficiencia energética del parque residencial existente Las graves carencias ambientales que presenta el parque residencial actual en nuestras ciudades tienen su origen en la mitad del siglo XX. Los grandes acontecimientos bélicos, así como los movimientos migratorios desde zonas rurales hacia las ciudades, darán lugar a la urgente reconstrucción de los núcleos urbanos y a la edificación de viviendas destinadas a la clase obrera y a la población más humilde. Por ello, para comprender mejor esta problemática energética, en este apartado se va a realizar un repaso del desarrollo de la arquitectura y su relación con el clima, los avances en la técnica constructiva y los materiales, así como la aparición de movimientos arquitectónicos que apostarán por la economía de medios en la búsqueda de una arquitectura de carácter social. Este análisis del contexto arquitectónico y ambiental del siglo pasado nos servirá de antecedente a los actuales planteamientos europeos y nacionales de ahorro energético y políticas encaminadas a la eficiencia energética de los edificios, centrándonos en el sector residencial. 3.1.1 Aproximación ambiental a la vivienda social Las graves carencias ambientales que presenta el parque residencial actual en nuestras ciudades tienen su origen en la primera mitad del siglo XX. Los grandes acontecimientos bélicos, así como los movimientos migratorios desde zonas rurales hacia las ciudades, darán lugar a la urgente reconstrucción de los núcleos urbanos y a la edificación de viviendas destinadas a la clase obrera y a la población más humilde. Por ello, para comprender mejor esta problemática energética, en este apartado se va a realizar un repaso del desarrollo de la arquitectura y su relación con el clima, los avances en la técnica constructiva y los materiales, así como la aparición de movimientos arquitectónicos que apostarán por la economía de medios en la búsqueda de una arquitectura de carácter social. Este análisis del contexto arquitectónico y ambiental del siglo pasado nos servirá de antecedente a los actuales planteamientos europeos y nacionales de ahorro energético y políticas encaminadas a la eficiencia energética de los edificios, centrándonos en el sector residencial. El germen de la vivienda social Los acontecimientos que dan pie al origen de la vivienda social en Europa en el siglo XX van a ser comunes en la mayor parte del territorio europeo, entre ellos España, pero la respuesta de cada lugar será diferente [ 1 ]. El inicio del cambio social e ideológico que se produce en la arquitectura europea a principios del siglo XX va a tener sus raíces en el avance tecnológico que atraviesa el continente. Por un lado, la Segunda Revolución Industrial siembra los ideales de un nuevo modo de rentabilizar la producción. Por otro lado, los grandes movimientos migratorios desde las áreas rurales hacia los núcleos urbanos van a reflejar las carencias de las ciudades frente a la superpoblación y las condiciones de hacinamiento e insalubridad que tienen lugar en éstas. Esta nueva conciencia sucede en Inglaterra a finales del siglo XIX, y dará origen a el denominado Problema de la vivienda [ 2 ]. 3| ESTADO DEL ARTE 37 Las nuevas consignas para la economía de la construcción pasaban por establecer dos bases físicas fundamentales [ 21 ]: la primera de ellas, recogiendo lo recomendado por la Cruz Roja de Bélgica, se refiere a la necesidad de ventilación de los espacios: “sea cual sea el número de habitantes, para una habitación de cualquier dimensión, el aire debe estar continuamente renovado por la expulsión del aire empleado y la introducción de aire puro, por la aireación constante. La altura de las habitaciones no tiene ninguna importancia si la aireación es constante, mientras que una habitación incluso amplia, puede ser peligrosa para vivir en ella, incluso para pocas personas a la vez, si la aireación no se practica.” La segunda base incide en que la ventana tiene que cumplir su función iluminadora. Para el máximo aprovechamiento de la luz natural, la relación entre la superficie de las ventanas y las de los recintos depende del uso de los locales, su altura y su orientación, estableciéndose 1/6 o incluso 1/5 para obtener el mínimo de luz si su ubicación es correcta, y considerando una disposición interior de mobiliario y paredes interiores (en relación a los colores y dimensiones) que favorezcan una buena iluminación. 3.1.2 La vivienda social en el siglo XX. El caso de España En este apartado se pretende realizar un breve recorrido social, histórico y económico, por las circunstancias que rodearon la construcción de vivienda social durante el siglo XX en España, desde los inicios de siglo, en los que aparecen los primeros debates sobre vivienda mínima, el parón provocado por la Guerra Civil (1936- 1939), siguiendo con la década de los cuarenta y los intentos de reconstrucción del país, hasta la aparición de la primera norma que regula condiciones térmicas en las viviendas, a partir de la década de los ochenta, con la Norma Básica de la Edificación sobre Condiciones Térmicas en los Edificios(NBE-CT-79). Según C. Sambricio [ 22 ], “el estudio de la vivienda social a lo largo del XX puede plantearse desde múltiples puntos de vista; uno, analizando cómo la legislación marcó el modo de acceso; otro, contemplando los distintos sistemas constructivos; igualmente, viendo qué supuso la voluntad por reclamar la modernidad o mantener supuestos artesanales… Se pretende ahora entender cómo el cambio en el programa de necesidades diferenció lo que era la vivienda económica de aquella otra, concebida para una clase media ascendente.” De la vivienda mínima a la mejora de las condiciones de habitabilidad Frente a los nuevos modelos de vivienda que se estaban desarrollando en Europa, que suprimían el servicio doméstico y enfocaban las actuaciones a reducir al mínimo las necesidades familiares y a mantener el estándar de calidad constructiva, la concepción de la nueva vivienda en España se confundía, entendiéndose por “vivienda mínima” la reducción del tamaño de las piezas de la vivienda. El concepto de familia española era muy distinto y guardaba muchos aspectos tradicionales, por lo que las viviendas se diseñaban para el mismo número de habitantes, con el mismo número de piezas, pero de tamaño más reducido, con sistemas de baja calidad constructiva. 3| ESTADO DEL ARTE 38 En los años veinte las teorías del funcionalismo y el Movimiento Moderno, que se estaban desarrollando en el resto de Europa en ese momento, llegan a España de la mano de F. García Mercadal, delegado en España de los CIAM y del Comité Internacional para la Realización de los Problemas Arquitectónicos Contemporáneos (CIRPAC). Va a publicar en el año 1926, como miembro fundador del Grupo de Arquitectos y Técnicos Españoles por el Progreso de la Arquitectura (GATEPAC), un artículo bajo el título La vivienda en Europa y otras cuestiones [ 23 ], con el que pretendía poner de manifiesto las carencias de la deficiente Ley de Casas Baratas. En él abordaba el problema de la vivienda social recopilando las innovaciones aportadas por los arquitectos europeos, mencionando, por primera vez en España, a arquitectos como B. Taut, H. Meyer, W. Dudok, H. Berlage, P. Oud, etc. Los problemas por los que atravesaba la cuestión de la nueva vivienda en España no pasarán inadvertidos para A. Salvador, un arquitecto que participará también en los congresos del CIAM como premio a su persistencia en la búsqueda de soluciones óptimas para el problema de la vivienda. En el II CIAM, sobre la Vivienda Mínima, celebrado en Frankfurt, A. Salvador, escribió [ 24 ]: “Habrá que tener en cuenta que en casi toda España… hay una separación importantísima entre temperaturas extremas. Esto plantea el problema del aislamiento térmico a primera vista incompatible con la economía, pues parece aconsejar el empleo de grandes muros…, sin embargo, el empleo de ladrillo hueco y la disposición de cámaras de aire aisladoras, juntamente con la colocación de tabiques de materiales malos conductores puede contribuir a resolverlo de un modo sencillo” A. Salvador será el primero que contemple como aspectos relevantes en las viviendas la necesidad de ventilación, la función adecuada para cada habitación, las dimensiones del mobiliario, etc., además de cuestiones de carácter ambiental, como el aislamiento térmico y la iluminación natural. Así mismo propuso una manera de ahorrar costes para hacer las viviendas más accesibles mediante la reducción de la altura entre forjados, que pasó de 3.00 metros a 2.40 metros; reduciendo el volumen de los habitáculos conseguía a su vez reducir el consumo energético. En el año 1932, el GATCPAC publicará en la revista Documentos de Actividad Contemporánea (A.C.) un artículo bajo el título Lo que entendemos por vivienda mínima donde, siguiendo la teoría expuesta por A. Salvador de la búsqueda del “mínimo confort deseable” al que tiene derecho un individuo, planteaba cinco condiciones para conseguir lo que llamarían “vivienda confortable” [ 25 ]: “Todo individuo tiene derecho a una vivienda; ésta ha de satisfacer sus necesidades materiales. Todo individuo necesita: 1. Aire (y su renovación), luz y sol. 2. Higiene. 3. Una vivienda con una planta orgánica que no complique su vida dentro de la habitación. 4. Un mobiliario, a escala humana, que pueda conservarse limpio y en buen estado. 5. Estar aislado de los agentes exteriores, temperatura, ruidos de la calle y habitaciones contiguas. Este conjunto de condiciones crea la vivienda confortable. Vivienda mínima: mínimo de confort a que tiene derecho un individuo (…)”. 3| ESTADO DEL ARTE 39 La Casa Bloc es el primer ejemplo destacable de viviendas para familias de obreros en España. Sus creadores, J. L. Sert, J. B. Subirana, y J. Torres Clavé, influidos por la obra de Le Corbusier y el funcionalismo internacional, contemplan en el proyecto aspectos como la higiene, el aire, la luz y los servicios comunes [3]. Se trataba de una tipología edificatoria novedosa: la planta en forma de S invertida facilitaba, por un lado, la creación de dos grandes espacios libres en el interior de la parcela y, por otro lado, la orientación hacia el sur de los espacios sociales de las unidades habitacionales. Las galerías de acceso a cada planta se orientaron con menos horas de sol, para que, de esta manera, las habitaciones obtuviesen la máxima cantidad de luz solar y se favoreciera la ventilación natural de las viviendas [ 26 ]. J. L. Sert construye, además, en la esquina de la manzana de la calle Muntaner de Barcelona, un bloque de viviendas con patios de ventilación y luz para conseguir los mínimos habitables en el interior mediante viviendas dúplex con espacios formalmente limpios, gracias a la supresión del pasillo, a menudo de malas proporciones, poco iluminado y ventilado de las viviendas del ensanche barcelonés. Sin embargo, los años siguientes a la guerra civil sólo trajeron consigo una situación deficitaria en el parque residencial. A partir de la década de los cuarenta, se decide por fin resolver el problema de la vivienda, pero la utilización de soluciones y sistemas de baja calidad alargarán la precariedad de los alojamientos durante varias décadas más. España va a quedar retrasada del resto de Europa ya que, durante los primeros diez años tras el conflicto bélico, se dedicará a impulsar una economía basada en una actividad fundamentalmente agrícola y a la búsqueda de una arquitectura de Estado y monumental, por lo que no será hasta 1949 cuando se inicie seriamente el proceso de reconstrucción del país [ 27 ]. Las nuevas generaciones de arquitectos e ingenieros van a volver a buscar el discurso moderno desde los nuevos planteamientos que nacen de la revisión de las ideas debatidas en los CIAM, en concreto de la mano del Team X, quienes van a poner en cuestión esas ideas y, en su lugar, plantearán aspectos como la relación con el entorno, su inserción en la ciudad, su implantación en el territorio y la integración de materiales y técnicas locales, entre otros [ 28 ]. A pesar de ello, las políticas de vivienda ignoraban la experiencia adquirida en materia de vivienda social en la década de los 30, así como los criterios con los que se afrontaba la misma situación en el resto de Europa. El primer Plan Nacional de Vivienda, definido por Girón entre 1944 y 1954, tenía que hacer frente a tres grandes problemas: la escasez de materiales de construcción, el predominio de las técnicas artesanales y la ausencia de reflexión teórica [ 29 ]. Sin embargo, fracasó en su intento de paliar el problema de la vivienda, por lo que la población emigrante se constituía en chabolas en los alrededores de los núcleos urbanos a falta de un lugar de alojamiento [27]. En medio de esta situación, surge por primera vez la reflexión sobre la vivienda económica, su organización en planta y los criterios constructivos necesarios para llevarla a cabo. Será M. Fisac quien, en 1949, provoque un quiebro en el debate arquitectónico de la época con su propuesta de viviendas en cadena para familias con 2, 4, 8, o 12 hijos, con las que rompía los esquemas, planteando un bloque abierto que ignoraba las ordenanzas impuestas por Fonseca desde el Instituto Nacional de Vivienda (INV) y lograba un nuevo lenguaje arquitectónico más próximo a las propuestas de la reconstrucción empleadas en el norte de Europa [22] (Fig. 3.4). 3| ESTADO DEL ARTE 40 Fig. 3.4. Viviendas en cadena. M. Fisac, 1949. Esquema de planta. Sin embargo, con esta propuesta M. Fisac no tenía en cuenta el debate abierto en los años treinta sobre la vivienda mínima y la ideas del mínimo confort al que se refería S. Giedion (Sol, luz y aire), así como el resto de las experiencias racionalistas desarrolladas en torno a ello, ya que centraba el problema en la construcción masiva de viviendas para solucionar la urgente demanda de alojamiento, antes que en la reflexión en torno al programa de necesidades [22]. A principio de la década de los cincuenta se difundirá esta definición normalizada y rígida del programa de la vivienda de M. Fisac. Poco tiempo después, en 1953, arquitectos de la talla de F.J. Sáenz de Oiza y J.L. Romany, entre otros, plantearon esquemas distintos que centraban la atención en la definición de un nuevo estilo de vida adaptado a las necesidades mínimas que se proponían en el debate arquitectónico europeo de la época. Como afirma C. Sambricio en su artículo [22]: “Fisac abrió un momento histórico que Oiza cerró, abriendo otro que ha llegado casi hasta el momento presente. Porque entre 1949 y 1956 la arquitectura española experimentó un singular quiebro al dejarse de proyectar la vivienda desde esquemas preconcebidos y aparecer la voluntad por actualizar las representaciones de la realidad.” En el año 1954 se produce una inflexión en la valoración de la vivienda social. A la vez que se creaba un Plan Nacional de la Vivienda, aparece una nueva regulación que refundirá las categorías de vivienda (vivienda social, vivienda mínima, viviendas para militares y viviendas para funcionarios) generando un tipo nuevo, viviendas de renta mínima y reducida, pensado para resolver el problema de la vivienda más modesta [ 30 ]. La Obra Sindical del Hogar (OHS) creada en 1942 para intentar solucionar el características similares al tradicional cavity wall inglés, utilizado en climas húmedos como un método avanzado de las técnicas higienistas [ 31 ]. “Buscando racionalizar la economía en la construcción, fue entonces cuando se redactaron las ‘Instrucciones complementarias para la elaboración del proyecto’ buscando, desde la economía de la obra, fijar tanto el número de plantas de la edificación como discutir sobre las ventajas del bloque abierto sobre el bloque cerrado… la legislación promulgada en mayo de 1954 no se centró, exclusivamente, en definir la superficie en planta de las viviendas económicas sino que obligaba a construir rígidas cubiertas de hormigón armado al tiempo que imponía la presencia de cámara de aire en los muros, fijaba las características de los forjados, determinaba la instalación de sanitarios, normalizaba la tipología de los huecos interiores u obligaba a la impermeabilización de los cimientos.” [27] 3| ESTADO DEL ARTE 41 Un ejemplo relevante de esta nueva política de alojamientos fue el conjunto de viviendas que Rafael de la Hoz había realizado en Montilla (Córdoba), por encargo de la Obra Sindical del Hogar (OSH), y que se propuso como paradigma de arquitectura de tipo social [27]. En esta década se llevará a cabo la labor más significativa en la solución al problema de la necesidad de vivienda. No sólo se plantean cuestiones como el aumento de la densidad edificatoria a 60.000 viviendas/año (hasta entonces la cantidad de viviendas construidas al año había sido insignificante), sino también otras como la regularización de los sistemas constructivos y la introducción de la industria de la prefabricación, para abaratar costes y hacer más accesible la vivienda para las clases sociales más económicamente débiles [27]. Las transformaciones urbanas y los nuevos modos de vida, bajo la influencia de las corrientes racionalistas, dan paso a nuevas tipologías edificatorias. Tal es el caso de la vivienda en altura, que va a ser objeto de experimentación en estas décadas. Sus diferentes combinaciones y organizaciones en planta van a dar lugar a nuevos ideales de ciudad abierta, dándole importancia al espacio libre interior [ 32 ]. F.J. Sáenz de Oiza y J.L. Romany reciben el primer premio del concurso de 1956 de Viviendas Experimentales en Villaverde (Madrid), organizado por el INV. Este concurso seguía las pautas de los concursos europeos, donde las propuestas a escala 1:1 hacían del lugar un verdadero laboratorio de pruebas [32]. Las bases del concurso exigían soluciones de prefabricación, entendiendo por ello una normalización de los elementos constructivos. En general las propuestas de vivienda plurifamiliar fueron muy variadas, presentando diferentes sistemas constructivos que iban desde la utilización de muros de carga de ladrillo o bloques de cemento, de un pie de espesor, separados cuatro metros entre ejes (Romany) a pórticos de hormigón armado con forjados con 3,5 metros de luz (Sáenz de Oiza). De esta forma, las propuestas buscaron una modulación en planta y en altura de los elementos constructivos, liberando a los cerramientos de su función portante, y facilitando de esa manera la flexibilidad espacial y la apertura de huecos en fachada. Además, se facilitaba la agrupación de servicios (cocinas y aseos), con el objetivo de ahorrar en las canalizaciones hidráulicas (Fig. 3.5 y Fig. 3.6). C. Sambricio describe las fachadas [ 33 ]: “convertían la construcción del paramento en una alternancia simple entre macizo y hueco, confiriendo (Romany, Cubillo, Oiza o Coderch) al alzado un carácter de modernidad y abstracción”. problema de la vivienda mediante fondos públicos, pasó en 1957 de estar adscrito a la Delegación Nacional de Sindicatos a depender del Ministerio de la Vivienda. Se buscan nuevas soluciones al problema, el establecimiento de unos mínimos de vivienda y se recupera el debate sobre la estandarización y la prefabricación [27]. Se valora una mayor accesibilidad a los materiales de construcción y un abaratamiento de la mano de obra, en la búsqueda de nuevos sistemas constructivos. Con ello, se da pie al uso de nuevos cerramientos de doble plementería, gracias al desarrollo de los sistemas estructurales de pórticos. Se incorpora así el sistema de doble hoja a la construcción de la vivienda social, que en su origen dio lugar a cerramientos de gran espesor, ya que sus cámaras de aire resultaron muy generosas, condicionadas por el espesor de los pilares en línea de fachada. Esta solución constructiva tiene 3| ESTADO DEL ARTE 42 Fig. 3.5. Propuesta de viviendas en altura en el Concurso de Viviendas Experimentales de 1956. F. J. Sáenz de Oiza. Esquemas compositivos de agrupación de servicios en las viviendas. Fig. 3.6. Propuesta de viviendas en altura en el Concurso de Viviendas Experimentales de 1956. F. J. Sáenz de Oiza. Cuatro soluciones de distribución de la planta tipo. Viviendas de cuatro alturas. 3| ESTADO DEL ARTE 43 De acuerdo con esta afirmación, la propuesta llevada a cabo por Romany contemplaba un entramado de muros de carga de ladrillo y una fachada con ventanas corridas que sustituían los huecos convencionales utilizados hasta ahora en otros proyectos. Además, incluía aspectos como la ventilación transversal de las viviendas y la posibilidad de orientar todas las viviendas del mismo modo (Fig. 3.7 y Fig. 3.8). La propuesta llevada a cabo por Cubillo incluía una doble composición de la fachada según la orientación de ésta, diseñando una fachada fundamentalmente abierta para la orientación sur, y, por el contrario, una fachada cerrada con orientación norte (Fig. 3.9 y Fig. 3.10). Sáenz de Oiza presenta una propuesta enfocada a una forma de construcción que ofrezca la posibilidad de adaptarse a las condiciones particulares de topografía y medio ambiente (Fig. 3.11). En relación a la primera idea, la forma de agrupar las viviendas adoptada será el bloque lineal de cuatro alturas. En relación a la segunda idea, se plantean fachadas más o menos abiertas según su orientación, resueltas con piezas cerámicas que van de forjado a forjado sin interrupción [ 34 ], creando un mosaico de huecos y macizos con un ritmo constante. Tanto Romany (Fig. 3.7 y Fig. 3.8) y Cubillo (Fig. 3.9 y Fig. 3.10), como Oiza (Fig. 3.5, Fig. 3.6 y Fig. 3.11), plantearon una solución de hueco de fachada diferente al resto de proyectos presentados. Los tres hacían uso de la ventana corrida de suelo a techo, aunque este tipo de hueco no fue bien recibido por los usuarios y fue sustituido más tarde. Este tipo de ventana evitaba el uso de petos o capialzados tradicionales, y aumentaba la superficie vidriada de fachada [34]. Fig. 3.7. Propuesta de viviendas en altura en el Concurso de Viviendas Experimentales de 1956. J. Romany. Fachada y composición de huecos. 3| ESTADO DEL ARTE 44 Fig. 3.8. Propuesta de viviendas en altura en el Concurso de Viviendas Experimentales de 1956. J. Romany. Esquemas compositivos de comportamiento ambiental de las viviendas. Fig. 3.9. Propuesta de viviendas en altura en el Concurso de Viviendas Experimentales de 1956. L. Cubillo. Fachada orientada al norte (izquierda) y fachada orientada al sur (derecha). 3| ESTADO DEL ARTE 45 Fig. 3.10. Propuesta de viviendas en altura en el Concurso de Viviendas Experimentales de 1956. L. Cubillo. Distribución de viviendas agrupadas en bloques de cuatro plantas. Fig. 3.11. Propuesta de viviendas en altura en el Concurso de Viviendas Experimentales de 1956. F. J. Sáenz de Oiza. Imagen de la fachada sur de los bloques de viviendas agrupadas. La década de los sesenta volverá la mirada hacia una arquitectura de la modernidad [27], pero no será hasta la década de los setenta, cuando se consigan introducir los ideales que defendieron los arquitectos de los años veinte, en la Ley de Viviendas de Protección Oficial de 1963-68 [ 35 , 36 ]. Dicha ley no se modificará hasta 1979 [ 37 ], cuando se planteen por primera vez requisitos energéticos mínimos en la edificación de acuerdo con una zonificación climática a nivel nacional. 3| ESTADO DEL ARTE 46 La vivienda social en Andalucía y la experimentación tipológica del Movimiento Moderno A principios del siglo XX, el panorama en Andalucía hereda la crisis que España lastra desde finales del siglo XIX, con un modelo económico que se basa en una productividad principalmente agraria. A partir de 1910, se pone en marcha un primer éxodo rural de los trabajadores del campo a la ciudad, que va a dar pie al inicio de la colmatación de las infraestructuras urbanas y centros históricos, que no se verán capaces de alojar a tantos habitantes de golpe [29]. A pesar de los avances en la industria que se están dando en esa misma época en Europa, cambios en el pensamiento, nuevos ideales arquitectónicos, Movimiento Moderno y vanguardias, la política conservadora del momento va a apostar por la tradición. En la década de los años 20, con motivo de la Exposición Iberoamericana de 1929 en Sevilla, que perseguía mejorar la situación económica de la región, la producción arquitectónica no va sino a potenciar, más si cabe, los estilos historicistas y regionalistas que apuestan por el arraigo a los sistemas constructivos y materiales locales, que serán los grandes protagonistas del evento [8]. Andalucía se encuentra sumergida en una crisis social y económica, con una situación industrial carente de medios para dar cabida al desarrollo de corrientes como el Movimiento Moderno, de forma que durante casi toda la primera mitad del siglo XX la producción arquitectónica se quedará del lado de la tradición. No obstante, los movimientos de vanguardia van a dar lugar a ejemplos vinculados a la modernidad en las ciudades andaluzas de forma aislada, y no por ello serán de menor valor [28]. En relación con la producción de vivienda social en Andalucía, se enumeran a continuación ejemplos significativos llevados a cabo a principios de la segunda mitad del siglo XX, que fueron producto de los condicionantes de esta época, y son considerados relevantes por su innovación tipológica o su experimentación funcional, algunos de ellos catalogados en bases de datos del Movimiento Moderno [ 38 ]. En primer lugar, son especialmente reseñables, tres promociones de viviendas protegidas en Jaén, con influencia de los modelos centroeuropeos de vivienda social, construidas sucesivamente en 1945, 1950 y 1955, obra de los arquitectos Francisco López Rivera, Julián Laguna y Juan Piqueras [ 39 ]. De forma casi simultánea, en Huelva, se lleva a cabo la mayor contribución a la vivienda social por parte del régimen franquista, las barriadas Huerta de Mena y La Esperanza [ 40 ], mezcla de compactos bloques cerrados combinados con edificación semiabierta rodeados de espacios públicos y zonas ajardinadas, en la que trabajó, entre otros, el arquitecto Alejandro Herrero Ayllón (delegado del Instituto Nacional de la Vivienda). En Sevilla, Luis Recasens y Queipo de Llano desarrollan sendas reinterpretaciones de la tradicional tipología de bloque en H en las 636 viviendas Virgen del Carmen, (1955-60), en el barrio del Tardón [ 41 ], y las 300 viviendas del conjunto residencial Diez Mandamientos, (1958-64), en la avenida Felipe II [ 42 ], en Sevilla, con diferentes alturas en cada una de las alas de los bloques, aprovechando de la orientación solar de los edificios y su influencia en la distribución interior. En Córdoba, el arquitecto Víctor Escribano desarrolla la promoción de viviendas El Caracol en 1958, con una tipología peculiar en forma de Y que ofrece ventajas e inconvenientes ambientales, ya que favorece la iluminación de las estancias a la vez que la forma de agrupar las viviendas impide la ventilación cruzada. Unos años más tarde (1960-1962), José María Arangüena y Ambrosio del Valle llevan a cabo la barriada gaditana de San Juan de Dios en Jerez de la Frontera (Cádiz) [ 43 ]: ocho bloques lineales de doble crujía, 3| ESTADO DEL ARTE 53 Fig. 3.20. Viviendas para CICUSA. Rafael de la Hoz (1960). Fig. 3.21. Viviendas para CICUSA. Rafael de la Hoz (1960). Fig. 3.22. Imagen de la llegada de los primeros inquilinos a las viviendas de CICUSA (1963). 3| ESTADO DEL ARTE 54 Fig. 3.23. Viviendas subvencionadas para la Cooperativa de Viviendas "La Santa Fe". Rafael de la Hoz (1961). Fig. 3.24. Imágenes exteriores de los Albergues Provisionales ("Las Portátiles") de los barrios de las Palmeras y las Moreras. Rafael de la Hoz (1963). Fig. 3.25. Viviendas en Parque Cruz Conde (izquierda). Viviendas en la avenida de Granada (derecha). Rafael de la Hoz (1965). 3| ESTADO DEL ARTE 55 En 1961 llevaría a cabo una promoción en el Sector Sur para para la Compañía Ibérica de Construcción y Urbanización, Sociedad Anónima (CICUSA), que incluía equipamientos públicos y tres tipologías de viviendas (Fig. 3.20, Fig. 3.21 y Fig. 3.22). Según afirma Daroca [30]: “Las dos más interesantes serán: una, la de cuatro plantas ya propuesta por La-Hoz para AVA en calle Abderramán III; y otra, la que se forma por yuxtaposición de una unidad compuesta de cuatro viviendas por planta en torno a una escalera y ascensor de modo que las dos viviendas que amparan la escalera se configuran más apaisadas y en medianera con el núcleo adjunto, y las otras dos más alargadas y separadas de las siguientes. Ello provoca una colocación lineal en peine que consigue iluminación y ventilación en todas las dependencias, incluido el cuarto de baño. Ocho plantas (la baja para comercio), ladrillo visto en los cerramientos, estructura vista y terraza en todas las viviendas, hacen de esta barriada, hoy muy deteriorada, un paradigma y prototipo de vivienda social, de los más interesantes probados en Córdoba.” Basado en estos modelos experimentados en los casos mencionados, desarrollará más promociones en 1961 para la cooperativa de la Santa Fe, entidad benéfico-social dedicada a la construcción de viviendas sociales (Fig. 3.23) y para la Caja provincial de Ahorros de Córdoba [30]. Una contribución a paliar el fenómeno del chabolismo, cuya duración fue superior a la prevista, sería la construcción de los Albergues Provisionales de Palmeras (1963) y de Moreras (1964), que se conocieron popularmente como «Las Portátiles», y se convirtieron en un caso paradigmático que constaba de estructuras de rápido montaje sin albañilería a base de paneles «sándwich» (Fig. 3.24) [30] basado en los métodos empleados por Walter Gropius y Konrad Wachsmann en la década de los 40 en EE.UU. [30]. En 1965, llevará a cabo la conclusión del frente de fachada de la avenida de Granada, ya iniciado con la anterior promoción de CICUSA, con bloques H de estructura vista y fachada de ladrillo (Fig. 3.25, derecha). En esos años se producen muchísimos proyectos de viviendas características de «sociales» como las de Jesús Rescatado, Parque Cruz Conde (Fig. 3.25, izquierda), Huertos Familiares en el Sector Sur, etcétera, entre otros [30]. Otro ejemplo interesante llevado a cabo entre los años 1967 y 1970 es la barriada Parque Figueroa (Fig. 3.26). De la mano de Olivares y Chastang, lleva a cabo este proyecto por encargo de la Caja Provincial de Ahorros a través de la Constructora Benéfica de Viviendas. Formado por bloques H de cinco plantas con cuatro viviendas por planta, acoge alrededor de 2000 unidades, orientados paralelamente en dirección norte-sur, y separados por espacios ajardinados entre ellos. El sistema constructivo empleado en la fachada de los bloques H es especialmente novedoso [30]: “(…) se expresa como si estuviera construido con vigas de gran canto apoyadas unas en otras en las esquinas, como canasta que rellenara sus huecos con lienzos de ladrillo visto.”(Fig. 3.27) El conjunto, concebido en sus inicios como un núcleo urbano autosuficiente, desligado de la ciudad [30], acoge en su interior un espacio público de carácter íntimo y controlado, dotado con equipamientos religioso, comercial, educativo y de ocio (Fig. 3.28). 3| ESTADO DEL ARTE 56 Fig. 3.26. Ordenación general del Parque Figueroa. Rafael de la Hoz (1965). Fig. 3.27. Planta tipo de viviendas (izquierda) y detalle de solución constructiva de los bloques de vivienda (derecha) de Parque Figueroa. Rafael de la Hoz (1965). 3| ESTADO DEL ARTE 57 Fig. 3.28. Imagen del club social y exterior de los bloques de vivienda del Parque Figueroa. Rafael de la Hoz (1965). Fig. 3.29. Plano de ordenación del Polígono Santuario. Rafael de la Hoz (1973). 3| ESTADO DEL ARTE 58 Fig. 3.30. Planta tipo de uno de los bloques del Polígono Santuario. Rafael de la Hoz (1973). Fig. 3.31. Vista del espacio ajardinado en el Polígono Santuario. Rafael de la Hoz (1973). 3| ESTADO DEL ARTE 59 Fig. 3.32. Exterior de los bloques de viviendas en avenida del Obispo Pérez Muñoz (hoy Ollerías). Rafael de la Hoz (1970-72). A partir de 1970 se llevan a cabo las barriadas del Polígono de la Fuensanta y el Polígono Santuario, ambas promovidas por la Caja Provincial de Ahorros a través de la Constructora Benéfica de Viviendas (Fig. 3.29, Fig. 3.30 y Fig. 3.31). Ambas promociones resueltas con bloques H, pero con una estética diferente. los bloques de Santuario, de cuatro viviendas por planta, cuatro alturas y de cubierta inclinada, presentan una fachada pintada en blanco sobre ladrillo visto y lamas horizontales cerrando las terrazas lavadero [30]. Por otro lado, los bloques de Fuensanta son más altos (siete alturas) y exhiben de forma brutalista la combinación de hormigón y ladrillo visto en su fachada [30]. Los bloques H construidos en el solar donde previamente se encontraba el Hospital Psiquiátrico Provincial, al final de la avenida del Obispo Pérez Muñoz (hoy Ollerías) son un ejemplo similar a los de Fuensanta (Fig. 3.32) [30]: “El tipo de estos bloques tiene resonancias con los del Polígono de la Fuensanta, pero más brutalistas, con estructura vista y muy destacada de hormigón, cerramientos de ladrillo visto y antepechos con jardineras corridas y voladas de dramática volumetría provocando un dudoso contraste con los cantos de forjado.” Como ya se ha expuesto anteriormente, en los años 50, el debate internacional acerca de la tipología y forma óptima de la vivienda para paliar la amplia demanda de ésta junto con las propuestas del movimiento moderno [ 47 ], llega a España en una época en la que el tipo de arquitectura demandada era triunfalista y tradicional [ 48 ]. En este contexto, la figura de Rafael de la Hoz va a suponer un modelo de experimentación e innovación para la arquitectura residencial, especialmente en el ámbito social [45]. 3| ESTADO DEL ARTE 60 3.1.3 Panorama energético actual de la vivienda colectiva Se estima que el parque residencial existente es responsable de aproximadamente el 40 % de la energía global utilizada y del 36 % de las emisiones de CO2 a la atmósfera en la Unión Europea [ 49 ]. El 61% del parque residencial existente en España [ 50 ] se edificó previamente a la aparición de la Norma Básica de la Edificación sobre “Condiciones Térmicas en los Edificios” de 1979 [37], a partir de la cual, se introdujo la obligación de incorporar aislamiento térmico en los cerramientos de las envolventes edificatorias. Esta regulación se aplicaba a todos los edificios de nueva construcción, cualquiera que fuese su uso final. Además, definió el coeficiente de transmisión térmica global (KG) de los edificios, que se basaba en la compacidad del edificio y el tipo de energía empleada para la calefacción en el mismo. Como cabe esperar, el parque residencial existente no es capaz de cumplir con los requisitos que demandan las actuales normativas debido a la debilidad térmica de su envolvente edificatoria. En muchos casos, el deficiente comportamiento ambiental hace que los ocupantes vivan en condiciones de pobreza energética [ 51 ] por no poder hacer frente al gasto derivado del uso de la energía, especialmente cuando se trata de viviendas sociales, y la falta de confort térmico provoca condiciones de habitabilidad inadecuadas en las viviendas. El planteamiento de actuaciones de rehabilitación energética sobre este parque edificatorio actual es una cuestión prioritaria tanto a nivel europeo [ 52 ] como español [ 53 ], ya que presenta un gran potencial de mejora. Normativa de ahorro energético en el marco europeo El desarrollo del contexto energético actual que rodea a la situación del sector residencial y su comportamiento ambiental ha sido recogido en numerosos documentos que hacen un recorrido por todas las directivas y planes reguladores implantados en las últimas décadas. En este apartado, se realiza una breve revisión desde la perspectiva del sector de la edificación, en concreto de la vivienda social, para lo cual ha sido de gran ayuda la lectura del texto de A. Cuchí, y P. Sweatman “Una visión-país para el sector de la edificación en España. Hoja de ruta para un nuevo sector de la vivienda” [ 54 ], que recoge una visión general del ámbito de la normativa europea sobre eficiencia energética de los edificios y su influencia en la crisis económica mundial de las últimas décadas. Asimismo, se pretende completar dicho análisis con la revisión de las últimas normativas en materia de eficiencia energética que se han planteado en el seno de la Unión Europea en los últimos cinco años. La primera crisis del petróleo en el año 1973 hizo saltar las alarmas. Según la Agencia Internacional de la Energía (IEA), desde mediados del siglo XX la demanda mundial de energía primaria ha estado sustentada por recursos fósiles (carbón, petróleo y gas), llegando a suponer un 80% del consumo de energía global en 2010, continuando la tendencia de las décadas anteriores [ 55 ] (Fig. 3.33). Estas elevadas cifras de consumo energético, así como el impacto ambiental asociado a ello, obligaron a los países desarrollados a concienciarse sobre la conservación del medio ambiente y la sostenibilidad. Para ello fue necesario un compromiso social a nivel mundial, con un modelo de política económica basada en la eficiencia y el ahorro energético, y una voluntad de moverse hacia una “sociedad ahorradora de recursos y favorable al medio ambiente” [ 56 ]. 3| ESTADO DEL ARTE 61 Fig. 3.33. Consumo de energía primaria a nivel mundial en el año 2010. De esta manera, los países industrializados asumieron, en línea con el Protocolo de Kioto (1997), sucesor de la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (CMNUCC), la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero responsables del calentamiento global, durante el periodo 2008- 2012, al menos en un 5% respecto a las cifras de 1990. Para alcanzar estos objetivos era necesario que se establecieran nuevas políticas nacionales de reducción de las emisiones (aumento de la eficiencia energética, energías renovables, sostenibilidad, etc.) y se reforzara la cooperación con el resto de países. En las últimas décadas ha sido necesaria una revisión de la gestión de la economía a nivel mundial, en la que la apuesta por la sostenibilidad y la eficiencia energética se convierten en valores seguros. Por esta razón, se está llevando a cabo desde hace unos años un impulso a la mejora del parque edificado con medidas de activación del proceso de renovación y mejora de la eficiencia energética [54]. La mejora de la eficiencia energética y la gestión de la demanda energética son aspectos fundamentales para garantizar la seguridad de abastecimiento energético, como se recoge en el año 2002 en la primera Directiva de Eficiencia Energética en Edificios [ 57 ] (en adelante DEEE), que sería modificada más tarde mediante la Directiva 2010/31/UE [ 58 ]. Esta directiva europea establece requisitos para los países miembros en relación con una metodología de cálculo de la eficiencia energética integrada de los edificios, la aplicación de requisitos mínimos de eficiencia energética de los edificios nuevos y en los grandes edificios existentes que sean objeto de reformas importantes, así como el establecimiento de la certificación energética de edificios de nueva planta. Para adaptarse a la escasez de recursos disponibles y conseguir una mayor eficiencia, en el ámbito de la Unión Europea se aprueba el "Paquete Verde de la Unión Europea" en el año 2008, donde se presentan los objetivos "Triple 20", que persiguen reducir las emisiones de gases de efecto invernadero a la atmósfera en un 20% (en relación a las cifras de 1990), aumentar en un 20% la utilización de energías renovables e incrementar en un 20% la eficiencia energética [55]. “El objetivo de Europa de reducir su consumo anual de energía primaria en un 20 % para el año 2020, promete reducir sus emisiones de CO2 en 780 millones de toneladas y ahorrar cerca de 100 mil millones de euros anuales en costos de combustible (…) para los consumidores de la UE (…)”. [49] 33% 22% 29% 5% 11% Petróleo Gas natural Carbón Nuclear Renovables 3| ESTADO DEL ARTE 62 En este contexto de ahorro hacia el año 2020, la Directiva 2012/27/UE relativa a la Eficiencia Energética [ 59 ] crea un marco común de requisitos mínimos que cada estado miembro deberá adoptar acorde a sus capacidades por medio de la definición de directrices y medidas de fomento de la eficiencia energética para llegar a los objetivos establecidos por el Horizonte 2020. Dada la evolución de la mejora alcanzada hasta ahora en este campo, la recientemente aparición de la Directiva 2018/844/UE [52] viene a modificar los dos textos anteriores ([58] y [59]) con idea de reforzar el compromiso de “establecer un sistema energético, sostenible, competitivo y descarbonizado”, mediante la creación de un objetivo a corto (2030), medio (2040) y largo plazo (2050). “(…) los edificios son responsables del 40 % del consumo final de energía de la UE, representando un elemento clave para alcanzar este objetivo. Además, el uso de energía en muchos edificios existentes es ineficiente y puede ser rentable reducirlo en un 20-50 %, dependiendo del clima, la clase de edificio, su estado y su uso.” [49] Este importante consumo se debe en muchos casos a la falta de aislamiento en las envolventes del parque edificatorio actual de nuestras ciudades, además de una ineficiencia de las instalaciones que procuran el confort ambiental interior, lo que conlleva un exceso de consumo energético. La UE considera una línea prioritaria de su política medioambiental y energética actuar en el sector de la edificación, tanto en nuevos edificios como en la mejora del parque existente para la reducción de ese consumo energético. Normativa de ahorro energético en el marco español Haciendo un repaso a los antecedentes de la vivienda social en España en el siglo XX, se observa que desde la Primera Ley de Casas Baratas [ 60 ] de 1911, en la que ya se contemplaban criterios higienistas en las construcciones, no será hasta la aparición de las Ordenanzas técnicas y normas constructivas de 1955 [ 61 ] cuando se planteen los primeros valores máximos de coeficiente de transmisión térmica de muros y cubiertas según una zonificación climática, a partir del uso de espesores y materiales aislantes, así como criterios favorables de orientación y ventilación de las estancias de las viviendas públicas. Unos años más tarde, las Ordenanzas técnicas y normas constructivas de 1969 [ 62 ] endurecerán los valores de coeficientes de transmisión térmica, además de establecer la necesidad de cámaras de aire bajo forjados en planta baja de una altura mínima de 30 cm. El Decreto 1490/1975 [ 63 ] diferenciará por primera vez un coeficiente de transmisión de calor por elemento de separación (K) así como un coeficiente global de transmisión de calor del edificio (KG) de acuerdo a cuatro zonas climáticas en las que divide todo el territorio español. A pesar de ello, no llega a imponer una limitación de los coeficientes por elemento de separación, como sí lo contemplaban las anteriores ordenanzas en los correspondientes coeficientes de muros y cubiertas [61, 62]. Por lo tanto, no será hasta la aprobación del Real Decreto 2429/79, de 6 de julio, por el que se aprueba la Norma Básica de la Edificación sobre Condiciones Térmicas en los Edificios, NBE-CT-79 [37], cuando se establezca una normativa que conlleve la exigencia de aislar térmicamente los edificios. Tras el acuerdo tomado a nivel mundial con el Protocolo de Kioto para la reducción del consumo energético y del impacto ambiental, en España se establece mediante la Ley 38/1999 de Ordenación de la Edificación (LOE) [ 64 ] que los edificios han de ser respetuosos con el medio ambiente, haciendo un uso racional de la energía mediante el aislamiento térmico. 3| ESTADO DEL ARTE 69 energética de un edificio residencial durante todo el proceso: documentación del edificio, intervención en la envolvente y comprobación del comportamiento energético una vez rehabilitado; R. Wu [ 107 ] en Suiza, estudian cómo reducir las emisiones de CO2 a nivel de una comunidad de vecinos o una barriada, actuando en función de la categoría de los edificios que las integran, así como K. N. Streicher [ 108 ], que analiza el potencial de mejora del parque residencial suizo a gran escala mediante las propuestas de mejora contempladas en los certificados energéticos, y J. D. Rhodes [ 109 ] desarrolla una valoración de qué estrategias podrían ser más rentables económicamente a la vez que optimicen el comportamiento energético de 500 viviendas en Tejas, EE. UU. Existen, además, numerosos proyectos de investigación que se enmarcan en estos campos de actuación, entre los que citamos los más relevantes a nivel nacional e internacional. Dentro del campo de la evaluación y rehabilitación energética de viviendas, el proyecto de carácter europeo REVITASUD “Estudios y elaboración de propuestas piloto de revitalización urbana en barrios residenciales transfronterizos” [ 110 ], tiene dos objetivos fundamentales: el análisis del estado energético actual de los barrios residenciales construidos a partir de la Segunda Guerra Mundial, llevando a cabo el estudio concretamente en regiones del sur europeo, concretamente en las ciudades de Toulouse, Zaragoza, Barcelona y Vitoria, y a su vez, realizar propuestas de intervención desde el punto de vista de la sostenibilidad y la participación social, que logren una mejora de la calidad de vida y su adecuada integración en el entramado urbano. Otro proyecto con el fin de estudiar el potencial de la rehabilitación energética en el parque de edificios existente y fomentar su aplicación, es el proyecto REHENERGÍA [ 111 ] iniciado en 2005 y actualmente en fase de difusión de resultados, así como de desarrollo de herramientas de calificación energética de edificios existentes. En la línea del ahorro de energía y de lograr las cifras estimadas en el H2020, el programa de la Unión Europea, RENAISSANCE [ 112 ], incluido en el Programa Concerto, cuenta con varios tipos de actuaciones, que van desde la construcción de edificios bioclimáticos a la rehabilitación de edificaciones incorporando energías renovables, fomentando el uso de soluciones energéticas sostenibles en la renovación de edificios mediante una labor de investigación, difusión de los resultados y formación. Las comunidades que participan en este programa europeo son: Lyon (Francia), Región de Lombardía (Italia) y Zaragoza (España). Por su situación en la península, en el caso de Zaragoza, los objetivos previstos son: hacer un uso racionalizado de la energía e integrar las energías renovables en actuaciones de nueva construcción y rehabilitación, obtener indicadores ambientales mediante la monitorización de las viviendas, potenciar la investigación en los estándares de ámbito energético, entender la sostenibilidad y la eficiencia energética como una materia multidisciplinar (social, económica, ambiental, energética, etc.), desarrollar un plan de difusión de resultados científicos y prácticas beneficiosas, así como realizar actividades de formación, sensibilización y participación de los habitantes. Uno de los factores más influyentes en el balance energético es el comportamiento del usuario en la vivienda. En este sentido, el proyecto E3 SoHo “Energy Efficiency in European Social Housing” (Eficiencia Energética en la Vivienda Social en Europa) [ 113 ], desarrolló un estudio sobre los hábitos de consumo de la energía en viviendas Municipales para valorar el impacto económico de ofrecer soluciones destinadas al ahorro 3| ESTADO DEL ARTE 70 energético de los inquilinos mediante una metodología global y estandarizada. El trabajo se ha realizado entre 2010 y 2013 en tres ciudades europeas: Varsovia, Génova y Zaragoza. En el Reino Unido, la organización sin ánimo de lucro ZERO CARBON HUB desarrolla en materia de eficiencia energética varios proyectos, entre los que destacamos el proyecto “Closing the Performance Gap: the 2020 Ambition. From 2020, be able to demonstrate that at least 90% of all new homes meet or perform better than the designed energy/carbon performance” [ 114 ]. El problema de la diferencia existente entre el consumo estimado de una vivienda y su consumo real es causa de preocupación por parte de los gobiernos, ya que otorga una mala imagen de la industria de la energía, así como falta de confianza por parte del usuario, cuyas facturas son más elevadas de lo previsto. Este “hueco” en el comportamiento ambiental ofrece un gran potencial de mejora y ahorro energético, por lo que las políticas actuales junto con la industria están preocupadas por identificar el origen, tamaño y el alcance del mismo, así como la búsqueda de soluciones que se puedan aplicar. En la misma línea de investigación, F. Stevenson [ 115 ], del Departamento de Arquitectura de la Universidad de Oxford Brookes en el Reino Unido, pone de manifiesto la importancia del entendimiento del usuario de las cuestiones que rodean al funcionamiento de la vivienda en fase de diseño y en fase de ocupación (POE). En este estudio ponen de manifiesto que la ignorancia del usuario frente a los equipos domésticos, así como la interfaz que estos presentan en numerosas ocasiones, son las máximas causantes del elevado consumo energético en las viviendas. El éxito radica, según los autores, en que si al usuario le ofreces una enseñanza y un mayor control sobre los sistemas de la vivienda, éste logrará hacer de su espacio un lugar más confortable y un mayor ahorro de energía, por lo que es necesario un diseño de los sistemas y las viviendas más enfocado al entendimiento del usuario: “Adaptación interactiva”, es lo que se pretende consiguiendo que las expectaciones y percepciones del usuario, así como su interacción con el edificio produzca mejoras en su funcionamiento. A. Zimmerman y M. Martin [ 116 ], investigadores de la Corporación de Edificios British Columbia, de Canadá, analizan las ventajas y las barreras que giran en torno a las evaluaciones de edificios ya ocupados, que tienen en cuenta la opinión del usuario. Este tipo de actividades son beneficiosas porque ayudan a implementar y a mejorar en el diseño y la adaptación de los servicios a los usuarios, que en muchas ocasiones resultan inaccesibles y de poco entendimiento para ellos. C. Tweed, investigador del BRE Centro de Diseño Sostenible del Medioambiente Construido, de la Escuela de Arquitectura de Welsh, en Cardiff, Reino Unido, afirma en un estudio en el que analiza aspectos sociales y técnicos de la rehabilitación de viviendas [ 117 ]: “Although a wide range of technical solutions exist to reduce energy consumption and CO2 emissions, these may not produce the predicted savings if occupants operate the refurbished dwelling in unexpected ways, resulting in a “performance gap.” M. Sunikka-Blank y su grupo de investigación del Departamento de Arquitectura de la Universidad de Cambridge, Reino Unido, realiza un análisis de la correspondencia entre las medidas de consumo energético establecidas por la regulación vigente y las políticas de ahorro que se están desarrollando, frente al consumo real que existe en los hogares. Lo relacionan con la falta de “exactitud” en los cálculos de cantidades de ahorro y amortización económica de las medidas de rehabilitación llevadas a cabo y a la subestimación del potencial 3| ESTADO DEL ARTE 71 que ofrece el comportamiento del usuario como un parámetro que influye en el consumo energético de la vivienda [ 118 ]. Recientemente, el grupo de investigación de la profesora O. Guerra-Santin, de la Faculty of Industrial Design Engineering, Delft University of Technology (Delft, Holanda), ha desarrollado una amplia labor en la determinación de la influencia del usuario en el comportamiento energético de los edificios. La subestimación de la figura del usuario en el proceso de diseño de los edificios da lugar a que se estime un consumo energético mucho menor del que presenta el edificio una vez ocupado. Este hecho se conoce como “re-bound effect” [ 119 ] y tiene su caso opuesto, el “pre-bound effect”, cuando el consumo real es mucho menor de lo esperado, ya que el tiempo de uso de la vivienda es en realidad menor del estimado por los perfiles de usuario estándar que establecen las normativas reguladoras de ámbito nacional [ 120 ]. En este sentido, establece una metodología mixta para definir patrones de usuario específicos para cada caso de estudio, basados en medidas reales in situ. Esta metodología cruza datos cualitativos (a partir de encuestas a los usuarios) y cuantitativos (a partir de la monitorización de parámetros ambientales y energéticos) obteniendo un patrón diario medio de la actividad del usuario en la vivienda. Este patrón de uso es útil para su incorporación en modelos energéticos de simulación para tener en cuenta la influencia de este indicador en el comportamiento energético del edificio [ 121 ]. Esta metodología ha sido utilizada por R. Escandón [82], reduciendo la incertidumbre derivada del comportamiento arbitrario de los usuarios en los modelos energéticos de las viviendas objeto de estudio. 3| ESTADO DEL ARTE 72 3.2 Condiciones de bienestar térmico en la vivienda social Como ya se ha revisado anteriormente, más del 50 % del parque residencial tiene más de 40 años [73] y presenta serias deficiencias asociadas a la falta de aislamiento en su envolvente térmica, que dan como resultado un comportamiento energético poco eficiente, aspecto que se agrava con la severidad climática de la zona. Para hacer frente a esta situación, el abanico de actuaciones en el ámbito de la actualización de este parque residencial es muy amplio, ya que el potencial de mejora que ofrece es muy significativo. Las causas de las que deriva esta deficiente condición energética en la que se encuentra la gran mayoría de la edificación residencial existente, pueden deberse al mal estado en el que se encuentra el edificio, a la mala calidad de los materiales con los que se ejecutó en su momento, o incluso al desconocimiento de las buenas prácticas o hábitos energéticos por parte de los usuarios que habitan estos edificios [ 122 ]. Un grupo amplio de estudios han desarrollado investigaciones dirigidas a ampliar el conocimiento en el comportamiento de los edificios mediante la recolección de información in situ bajo condiciones operativas y de uso reales, entre los que encontramos numerosos ejemplos enfocados a evaluar si las condiciones interiores en los edificios ofrecen un nivel de bienestar térmico razonable a los usuarios que los habitan. 3.2.1 Evaluación del confort térmico en espacios habitables Numerosos grupos de investigación internacionales han estudiado el confort térmico en el interior de los espacios habitables en las últimas décadas, apareciendo diversas metodologías y puntos de vista para su evaluación [ 123 , 124 , 125 , 126 ]. La American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE) definió el concepto de confort térmico en 2010 como “la condición mental que expresa satisfacción con el ambiente térmico que le rodea” [ 127 ]. La evaluación del confort térmico se ha llevado a cabo a través de estudios empíricos (mediante datos obtenidos in situ, encuestas sobre sensación térmica a individuos, etcétera) basados en dos enfoques principalmente: el enfoque fundamentado en que el confort es un parámetro estable y regular, y el enfoque basado en que el confort es un parámetro cambiante a lo largo del tiempo. El consumo energético de los edificios se asocia en gran medida a los rigurosos rangos de temperatura de consigna y el uso de sistemas activos de climatización para mantener unas condiciones interiores aceptables sin importar la ubicación ni las condiciones climáticas en las que el edificio estuviera insertado [ 128 ]. El objetivo de alcanzar una sociedad de bajo consumo ha provocado la aparición de un modelo de confort adaptativo, que lejos de ser uniforme, se mueva a favor de un concepto dinámico e integrado [ 129 ], en función de la variabilidad del clima exterior, así como de la capacidad de los usuarios de adaptarse e interactuar con el ambiente que les rodea [ 130 ]. De acuerdo con esto, el potencial de ahorro energético obtenible mediante la ampliación de los rangos de temperaturas interiores aceptables puede ser sustancial, ya que las condiciones interiores en el edificio discurrirían en régimen de libre evolución durante más horas al día [ 131 ]. A finales de los años 60, P. O. Fanger afirmó que el cuerpo humano desarrolla una serie de procesos de termorregulación para conseguir el equilibrio térmico y, por tanto, entrar en un estado de confort [ 132 ]. Estableció dos índices para su evaluación, conocidos como el Voto Medio Estimado (Predicted Mean Vote, PMV) 3| ESTADO DEL ARTE 73 y el Porcentaje de Personas Insatisfechas (Predicted Percentage of Dissatisfied, PPD). El primero de ellos, PMV, mide en una escala de valoración de 7 niveles, la sensación térmica de un grupo de individuos. Los 7 niveles de la escala van desde -3 (frío) a +3 (muy caluroso), correspondiendo la neutralidad térmica al valor 0 [ 133 ]. Una vez obtenido el valor medio de la sensación térmica de los individuos encuestados, se evalúa la distribución de los votos individuales para obtener el porcentaje de personas que habrán votado que el ambiente es demasiado fresco o demasiado caluroso, es decir, aquellas para las que el ambiente es desagradable y por tanto no están satisfechas [ 134 ]. No obstante, este acercamiento del confort térmico basado en un modelo estable, ha sido confrontado desde 1990 por el modelo de confort adaptativo, argumentando que el PMV no se fundamenta en una base empírica realista, ya que no considera la experiencia térmica pasada de los individuos [ 135 ]. El nuevo reto que se planteaba para conseguir un ahorro energético [131] fue el de considerar un modelo de confort adaptativo, que se ha desarrollado tras los estudios llevados a cabo por J. F. Nicol y M. A. Humphreys [ 136 , 137 , 138 ], J. F. Nicol, M. A. Humphreys y S. Roaf [ 139 ] y R. de Dear y G. S. Brager [ 140 , 141 ]. Este método ha permitido a los usuarios beneficiarse del control de los medios a su alcance, por ejemplo, la apertura de ventanas o el cambio de vestimenta, para adaptarse a los ambientes interiores [130] en un abanico de condiciones ambientales mucho más amplio. Podemos afirmar que gran parte de las decisiones tomadas por parte del usuario a la hora de activar un sistema de climatización se debe a la sensación térmica que experimente en ese momento. Los investigadores americanos R. J. de Dear y G. S. Brager, del Centro de Investigación en Diseño Ambiental de la Universidad de California, en Berkeley, estudian las limitaciones de los modelos de confort y la aplicación de la normativa correspondiente [ 142 , 143 ]. Este grupo propone un modelo de confort adaptativo, basado en una serie de medidas en 160 edificios de cuatro continentes y varias zonas climáticas, llegando a recopilar un total de 21.000 datos [141]. Una de las conclusiones que obtienen es que el confort depende del pasado cultural y “térmico” por el que haya atravesado el individuo, así como su capacidad de adaptación a las condiciones ambientales y las expectativas que tenga. De acuerdo con esto, afirman que una persona que ha vivido siempre en un edificio con ventilación natural, ha desarrollado una mayor tolerancia a la variación de la temperatura, por lo que el rango de valores en el que se encuentra cómoda en términos de confort es mucho más amplio que una persona que siempre ha estado condicionada por un sistema de refrigeración o calefacción. Sin embargo, aún no existe regulación en este sentido, y son numerosos los investigadores dedicados a encontrar una relación algorítmica que pueda predecir el confort térmico en el edificio. Para generar una ecuación de confort adaptativo se necesita del acopio de datos ambientales (tanto interiores como de las condiciones climáticas) in situ y encuestas de satisfacción con el ambiente térmico (sensación térmica) a individuos objeto de estudio. En muchas ocasiones, es necesario un extenso período de monitorización y el uso de equipos específicos para llegar a una ecuación válida. Además, algunas ecuaciones no son aplicables en todos los lugares, ya que la severidad climática de invierno y de verano es diferente en función de la zona climática en la que se inserte el caso de estudio, por lo que los resultados no son comparables. Hasta ahora, las investigaciones se centran en ajustar las normativas reguladoras, ASHRAE Standard 55 “Thermal Environmental Conditions for Human Occupancy” [ 144 ], y la Norma Europea PNE-EN 16798-1 “Energy performance of buildings” [ 145 ] (recientemente aprobada, sustituye a la UNE-EN 15251 [ 146 ]), que especifican parámetros de diseño y de comportamiento energético para edificios, atendiendo a la calidad del aire interior, 3| ESTADO DEL ARTE 74 el ambiente térmico, la iluminación y la acústica, así como estudiar la influencia que tiene el comportamiento del usuario en todas estas variables. Además de los ya citados, entre los autores que se dedican a este campo de la investigación, podemos nombrar algunos ejemplos que han logrado obtener una ecuación aplicable para unas condiciones climáticas concretas mediante la recopilación de datos in situ. M. Indraganti [ 147 , 148 , 149 ] desarrolla un modelo adaptativo empírico a partir de datos obtenidos en un edificio plurifamiliar con ventilación natural en Hyderabad, una zona de la India con rasgos climáticos Aw/As [ 150 ] con veranos muy secos y calurosos, afectada por períodos de alta humedad provocada por los monzones. E. Barbadilla-Martín et al. [ 151 , 152 ] generan una ecuación de confort adaptativa a partir de la monitorización de un edificio de oficinas en Sevilla, ciudad de clima mediterráneo calificado como Csa según [150]. Además, existen varios grupos de investigación que desarrollan estudios en este campo, evaluando el confort térmico en los espacios interiores a través de un ajuste de modelos adaptativos establecidos mediante los estándares internacionales más extendidos. Estos centran su investigación en cuestiones relacionadas con el estudio del confort en el interior de las viviendas, y la aplicación de diferentes modelos, así como la revisión e implementación de la normativa reguladora al respecto. Estos estudios se han llevado a cabo en general, en varios países de Europa, encontrando cada vez más ejemplos significativos en nuestro país. A nivel internacional, el grupo de investigación liderado por F. R. d’Ambrosio [ 153 ], del Dipartimento di Energetica Termo fluido dinamica applicata e Condizionamenti ambientali (DETEC) de la Universidad de Nápoles + Federico II, en Nápoles, Italia, estudia la aplicación del modelo de confort adaptativo y, para ello, la necesidad de revisar los métodos de obtención de medidas de parámetros in situ, mediante sensores de monitorización, así como la consideración y cálculo de los índices metabólicos o de vestimenta del usuario, ya que la idea de este modelo adaptativo es que el usuario interactúa y controla el ambiente térmico que le rodea en función de su ropa, la operatividad de las ventanas, sistemas de climatización, calentadores, elementos de protección solar, etc. Otro de los grupos de investigación que ha obtenido resultados muy interesantes en relación al confort adaptativo es el Department of Architecture, Built Environment and Construction Engineering (ABC), del Politecnico di Milano, donde S. Ferrari y V. Zanotto desarrollan un estudio en el que exponen una revisión de los estándares adaptativos internacionales: el Estándar 55 de ASHRAE [144], el Estándar ACA [ 154 ] y el EN 15251 [146, 155 ] obtenidos a partir de los resultados del proyecto promovido por la Comisión Europea “Smart Control and Thermal Comfort project” (SCaT) [ 156 ], y el Estándar ATG (Adaptive Temperature Limit) desarrollado por de R. J. Dear y G. S. Brager [ 157 ] en Holanda. A partir de dicha revisión, proponen un ajuste para la aplicación del modelo de confort adaptativo en un edificio de oficinas en Milán (Italia). Dependiendo del tipo de edificio estudiado (con ventilación natural, con mayor o menor operatividad de las ventanas, con sistemas activos de climatización, etc.) y en función de unas condiciones de contorno (80% aceptabilidad según el estándar de ASHRAE y ATG; un rango de amplitud acorde con el estándar ACA; edificio de categoría II según el estándar CEN) logran un ajuste a partir de varias ecuaciones para obtener un rango de confort variable y sensible a las condiciones climáticas exteriores, con un grado de satisfacción de los usuarios de un 90% [ 158 ]. A pesar de ello, afirman que algunas de las aplicaciones de este modelo necesitan ser revisadas aún, como son su aplicabilidad a climas cálidos y, de acuerdo con lo que afirman los autores, la “oportunidad de 3| ESTADO DEL ARTE 75 adaptación percibida” por el usuario, que tiene mucha repercusión como factor psicológico que depende de la accesibilidad al control de los sistemas, sean estos utilizados o no [ 159 ]. Otros ejemplos internacionales que llevan a cabo investigaciones sobre confort térmico en los edificios repartidos en diferentes zonas climáticas son: M. Correia Guedes et al. [ 160 ] y L. Matias et al. [ 161 ] en Lisboa (Portugal), I. Fato et al. [ 162 ] en Bari (Italia), M. Kumar Singh et al. [ 163 ] en Bélgica, C. McGilligan et al. [131] en Edimburgo, Manchester y Londres (Reino Unido), J. van Hoof y J. L. Hensen [ 164 ] y A. Ioannou et al. [ 165 ] en Holanda, M. A. Ealiwa et al. [ 166 ] en Ghadames (Libia), E. Díaz Lozano Patiño et al. [ 167 ] en Toronto (Estados Unidos) y A. Albatayneh [ 168 ] en Newcastle (Australia), entre otros. En España, algunos ejemplos son: T. Blázquez et al. [ 169 ], R. Suárez y J. Fernández-Agüera [81], M. Braulio- Gonzalo et al. [ 170 ], C. Sánchez-Guevara Sánchez [ 171 ], R. Escandón et al. [82, 83] y D. Sánchez-García et al. [ 172 ]. 3.2.2 El enfoque adaptativo en la evaluación del confort térmico en espacios habitables En el presente apartado se ofrece de forma resumida las características principales del enfoque adaptativo, para lo cual ha sido de gran ayuda la consulta de la tesis doctoral de V. Zanotto, desarrollada en el seno del Department of Architecture, Built Environment and Construction Engineering (ABC), del Politecnico di Milano, bajo la dirección de S. Ferrari [ 173 ]. Según afirma V. Zanotto en su tesis doctoral, las principales conclusiones extraídas de los trabajos realizados para la evaluación de las condiciones de bienestar térmico en los edificios son tres: ▪ Los individuos tienen la capacidad adaptarse a las condiciones ambientales que le rodeen (de forma consciente o inconsciente, cambiando su actividad metabólica o su grado de arropamiento) e interactuar con las condiciones de su entorno para adaptarlas a sus necesidades (a través de equipos de control al alcance); ▪ La influencia de la experiencia térmica en las expectativas de bienestar térmico de los ocupantes en un espacio habitable puede ser a corto plazo, debido a las condiciones climáticas experimentadas en días previos, o a largo plazo, debido a las condiciones climáticas a las que estén acostumbrados. ▪ El análisis estadístico llevado a cabo sobre los datos recopilados por G. S. Brager y R. J. de Dear [141], M. A. Humphreys y J. F. Nicol [137], ha revelado que existe una relación directa entre la temperatura de confort interior y la temperatura exterior, dando pie a la base de la ecuación de confort adaptativo (3.1): 𝑇𝑐𝑜=𝑎 ∙ 𝑇𝑒𝑥𝑡,𝑟𝑒𝑓+𝑏 (3.1) donde, Tco es la temperatura operativa de confort interior (ºC), Text,ref es la temperature exterior de referencia (ºC), a es la pendiente de la recta y b es la ordenada en el origen (ºC). Los coeficientes a y b dependen del análisis estadístico de los datos recopilados en cada caso, dando lugar así a diferentes ecuaciones de confort adaptativo sobre la misma base anterior. En concreto, la pendiente de la recta (a) representa la adaptabilidad de la ecuación, mediante el coeficiente de correlación entre la temperatura de confort Tco y la temperatura exterior de referencia Text,ref. 3| ESTADO DEL ARTE 76 La variable independiente es la temperatura exterior de referencia, Text,ref. La estimación de la temperatura neutra o de confort Tco depende principalmente de este parámetro, cuya determinación puede obtenerse a partir de dos vías: i) una media aritmética de las temperaturas exteriores diarias de días anteriores, en cuyo caso se denominaría temperatura media mensual (Tmm), relacionando un clima tipo y las expectativas a largo plazo de los individuos, o ii) una media ponderada de las temperaturas exteriores diarias de días anteriores en función de un coeficiente ∝, en cuyo caso se denominaría temperatura media diaria ponderada (Trm, según el término en inglés, “running mean temperature”), relacionando las temperaturas exteriores de los días previos y las expectativas a corto plazo de los individuos. La expresión de la temperatura exterior ponderada representa una media de las temperaturas medias diarias de los días inmediatamente previos al día analizado, ponderadas en función de su proximidad en el tiempo (cuanto más lejos en el tiempo, menos influye en la temperatura deseada para el día analizado), según la expresión (3.2): 𝑇𝑟𝑚 = (1−∝)·[𝑡𝑑𝑚,𝑛−1+ ∝ · 𝑡𝑑𝑚,𝑛−2+ ∝2 · 𝑡𝑑𝑚,𝑛−3+ ∝3 · 𝑡𝑑𝑚,𝑛−4+⋯] (3.2) donde 𝑡𝑑𝑚,𝑛−1 es la temperatura media diaria del día anterior, 𝑡𝑑𝑚,𝑛−2 es la temperatura media diaria del día anterior en sucesión hasta llegar al día n; ∝ es una constante entre 0 y 1; y n representa el día analizado. V. Zanotto [173] lleva a cabo además una revisión de otros tres aspectos relevantes en la definición de los modelos de confort adaptativo como son i) el rango de aceptabilidad, ii) la aplicabilidad y iii) las limitaciones del modelo, que se exponen a continuación. El rango de aceptabilidad es un intervalo de temperatura dentro del cual las condiciones son consideradas dentro del confort térmico, y se obtiene a partir de una equidistancia superior e inferior a la temperatura de confort neutra según la expresión (3.1), en función del porcentaje de individuos cuyas expectativas se vean satisfechas en esas condiciones. La aplicabilidad de los modelos adaptativos es un tema que presenta mucha controversia aún hoy en día [159], en relación con las estrategias de mitigación de la falta de confort térmico en los espacios habitables. Por un lado, el hecho de que la mayor parte de los estudios se hayan llevado a cabo durante períodos estivales, restringe su aplicabilidad a este tipo de contextos, teniendo en cuenta además que las estrategias de adaptación a la severidad climática de invierno difieren de las utilizadas en las épocas de calor. Además, las formas de mitigar la falta de confort térmico en los espacios habitables dependen de si el edificio analizado se ventila de forma natural, está equipado con ventanas operables y carece de sistemas de ventilación mecánica de ningún tipo o, por el contrario, se trata de un edificio con fachadas estancas y equipado con sistemas activos de climatización y ventilación. De hecho, los estudios de uno y otro tipo han dado lugar a diferentes ecuaciones [173]. La mayoría de los edificios en Europa no pertenecen a uno u otro tipo, sino que se encuentran en un punto medio, por lo que, para resolver esta ambigüedad, algunas normativas consideran como edificios equipados con sistemas activos de climatización y ventilación a todo aquel edificio cuya ventilación no sea totalmente de forma natural a través de ventanas operables [173]. Sin embargo, recientes estudios confirman que los edificios denominados de tipo mixto (con sistemas de ventilación híbridos, es decir, tienen ventanas operables y sistemas mecánicos de distribución del aire) pueden clasificarse como de ventilación natural cuando no se 3| ESTADO DEL ARTE 77 hace uso de los equipos [ 174 ]. En concreto, lo que está en entredicho es el hecho de que los individuos que ocupan el espacio analizado tengan lo que se conoce como “oportunidad de adaptación percibida”, factor psicológico que influye en la percepción y expectativa térmicas de los usuarios al tener a su alcance medios de control para interactuar con el edificio y adaptarlo a sus necesidades [ 175 ]. Como se ha referido anteriormente, la generación de una ecuación de confort adaptativo válida a partir de un estudio empírico requiere de la recopilación in situ de grandes cantidades de datos de parámetros ambientales y encuestas a los usuarios para un análisis estadístico de mayor solidez. Esto supone una extensión de tiempo y una disponibilidad de medios que en ocasiones no es factible, e implica además que el modelo generado sólo pueda aplicarse rigurosamente cuando las condiciones de contorno coinciden con las que se hayan considerado en dicho estudio [159]. Además, otra limitación del enfoque adaptativo es que sólo depende de la temperatura exterior y descuida otros parámetros ambientales como son la velocidad del aire y la humedad relativa [159]. Por un lado, a incidencia del primer parámetro puede tenerse en cuenta mediante un incremento en la temperatura de confort directamente relacionado con un aumento de la velocidad del aire de más de 0,1 m/s [ 176 ], según la expresión 3.3: 𝑑𝑇𝑐𝑜 =7− (50/(4+10∙𝑣𝑎0,5) (3.3) donde, 𝑑𝑇𝑐𝑜 es el aumento de la temperatura de confort 𝑇𝑐𝑜 (ºC) y 𝑣𝑎 es la velocidad del aire (m/s). Por otro lado, hoy en día se conoce que la humedad relativa influye en la amplitud del rango de la temperatura de confort deseable [ 177 , 176], sin embargo, aún no se ha generado ninguna expresión que integre ambos parámetros [159]. Revisión de los principales estándares internacionales de confort térmico adaptativo: el Estándar 55 de ANSI/ASHRAE y el Estándar europeo PNE-EN 16798-1 Dada la amplia diversidad de estudios llevados a cabo a nivel internacional, en el presente apartado se exponen los dos modelos adaptativos de confort térmico más conocidos, recogidos en los estándares internacionales americano y europeo: el Estándar 55 [144] (ANSI/ASHRAE, 2017) y el Estándar PNE-EN 16798-1 [145] (CEN, 2019), respectivamente. El modelo adaptativo incluido en el Estándar 55 de la American Society of Heating, Refrigerating and Air- Conditioning Engineers (ASHRAE) [144] adquiere su condición de aplicación internacional puesto que está basado en el proyecto de investigación RP-884, que originó una base de datos con información sobre casos de estudio reales en varias zonas climáticas alrededor del mundo. A lo largo de los últimos años, las continuas revisiones de dicho estándar han dado lugar a numerosas actualizaciones del mismo, siendo actualmente vigente el estándar del año 2017. Por otro lado, el modelo adaptativo incluido en el Estándar PNE-EN 16798-1 [145], vigente a partir de mayo de 2019, que sustituye a la norma UNE EN 15251 [146], publicado por primera vez en 2007, tiene su origen a partir de los resultados obtenidos en el proyecto SCAT [156]. Esta actualización incorpora dos cambios con respecto al original, ajustando el modelo para la evaluación de las condiciones climáticas durante el invierno, ya que, aunque la primera versión introducía el enfoque adaptativo en Europa, era aplicable únicamente a épocas 3| ESTADO DEL ARTE 78 estivales [159]. Por un lado, amplía el rango de confort en 1 ºC en su límite inferior, y por otro lado, amplía el rango de temperatura exterior de referencia a la que es aplicable el modelo, de 15 ºC <𝑇𝑒𝑥𝑡,𝑟𝑒𝑓< 30 ºC a 10 ºC <𝑇𝑒𝑥𝑡,𝑟𝑒𝑓< 30 ºC. Obtención de la temperatura neutra o temperatura de confort Los estándares analizados son aplicables en espacios donde las condiciones térmicas estén reguladas principalmente por los ocupantes mediante el cierre y la apertura de ventanas exteriores. Ante la existencia de sistemas activos de calefacción o refrigeración en dichos locales, el método sólo sería aplicable cuando el equipo no estuviera funcionando. Asimismo, los usuarios que ocupen dicho espacio deben desempeñar una actividad metabólica entre 1,0 y 1,3 met, y libremente adaptar su vestimenta a las condiciones ambientales que les rodean sin exceder un grado de arropamiento fuera del rango 0,5-1,0 clo. Si estas condiciones se cumplen, se puede estimar la temperatura neutra o temperatura de confort mediante la expresión (3.4), en el caso del Estándar 55 y (3.5) en el caso del Estándar PNE-EN 16798-1: 𝑇𝑐𝑜=0,31𝑓(𝑇𝑒𝑥𝑡,𝑟𝑒𝑓)+17,8 (3.4) 𝑇𝑐𝑜=0,33𝑓(𝑇𝑒𝑥𝑡,𝑟𝑒𝑓)+18,8 (3.5) donde 𝑇𝑐𝑜 es la temperatura neutra o de confort, y 𝑇𝑒𝑥𝑡,𝑟𝑒𝑓 es la temperatura exterior de referencia. Para la definición del rango de confort térmico en el que las condiciones son aceptables para una mayoría de individuos ambas regulaciones establecen sendos criterios. El Estándar 55 diferencia dos categorías de temperatura para la evaluación del confort térmico en los edificios: a) 80% de aceptabilidad, que corresponde a una amplitud de rango de la temperatura de confort de ±3,5 ºC, y b) 90% de aceptabilidad, que corresponde a una amplitud de rango de la temperatura de confort de ±2,5 ºC. De acuerdo con esto, se puede obtener el límite superior e inferior correspondiente a los rangos de aceptabilidad de 80% y 90% según las expresiones (3.6), (3.7), (3.8) y (3.9): 𝐿í𝑚𝑖𝑡𝑒 𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟 80% 𝑎𝑐𝑒𝑝𝑡𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑇𝑐𝑜,𝑠𝑢𝑝=0,31𝑓(𝑇𝑒𝑥𝑡,𝑟𝑒𝑓)+21,3 (3.6) 𝐿í𝑚𝑖𝑡𝑒 𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟 90% 𝑎𝑐𝑒𝑝𝑡𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑇𝑐𝑜,𝑠𝑢𝑝=0,31𝑓(𝑇𝑒𝑥𝑡,𝑟𝑒𝑓)+20,3 (3.7) 𝐿í𝑚𝑖𝑡𝑒 𝑖𝑛𝑓𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟 90% 𝑎𝑐𝑒𝑝𝑡𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑇𝑐𝑜,𝑖𝑛𝑓=0,31𝑓(𝑇𝑒𝑥𝑡,𝑟𝑒𝑓)+15,3 (3.8) 𝐿í𝑚𝑖𝑡𝑒 𝑖𝑛𝑓𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟 80% 𝑎𝑐𝑒𝑝𝑡𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑇𝑐𝑜,𝑖𝑛𝑓=0,31𝑓(𝑇𝑒𝑥𝑡,𝑟𝑒𝑓)+14,3 (3.9) donde 𝑇𝑐𝑜,𝑠𝑢𝑝 es el límite superior de la temperatura neutra o de confort, 𝑇𝑐𝑜,𝑖𝑛𝑓 es el límite inferior de la temperatura neutra o de confort y 𝑇𝑒𝑥𝑡,𝑟𝑒𝑓 es la temperatura exterior de referencia. El Estándar PNE-EN 16798-1 establece tres categorías de confort térmico: i) la categoría I, corresponde a un nivel de expectativa térmica alto (PPD < 6 %), recomendado en casos donde haya ocupantes que requieran un ambiente térmico estable, determinado por un intervalo de temperatura ±2 ºC; ii) la categoría II, que corresponde a un nivel de expectativa térmica normal (PPD < 10 %), recomendado en edificios de nueva construcción y edificios en los que se haya intervenido, y determinado por un intervalo de temperatura ±3 ºC; y iii) la categoría III, que corresponde a un nivel de expectativa térmica moderado (PPD < 15 %), recomendado en caso de edificios existentes, y determinado por un intervalo de temperatura ±4 ºC. A partir de estas premisas, se pueden obtener los límites superior e inferior correspondiente a cada categoría según las expresiones (3.10), (3.11), (3.12), (3.13), (3.14) y (3.15): 3| ESTADO DEL ARTE 85 Bibliografía [ 1 ] Moya González L. 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En los siguientes apartados se desarrollan las cuatro fases de la presente metodología y las correspondientes tareas y sub-tareas que se plantean en cada una de ellas. 4.1.1 Identificación, definición y análisis de promociones de vivienda social construidas en cordoba entre 1950-1980. Generación de un sistema de información geográfica (Fase I) La primera fase se centra en el análisis de contexto histórico y urbanístico que rodea al parque residencial construido en la ciudad de Córdoba entre los años 1950 y 1980, concretamente. Esta etapa comprende también la puesta de relieve de la problemática energética actual de este parque residencial una vez analizados sus desencadenantes. Para ello, se llevará a cabo la identificación, y la posterior definición y clasificación de las promociones de vivienda social de cada barriada que pertenezcan al período de estudio entre los años 50 y 80. Esta fase engloba las cuatro tareas que se definen a continuación. Tarea 1. Identificación de barrios y promociones de vivienda social en Córdoba. Nivel de detalle 1 Esta tarea engloba el análisis histórico y urbanístico de la ciudad de Córdoba durante los años 1950 y 1980 a través de la identificación de las edificaciones de vivienda social construidas durante la expansión urbana que experimenta su parque residencial en esta época de estudio, y su clasificación según el distrito, barrio y promoción al que pertenezcan. Esta tarea se desarrollará a través de las siguientes sub-tareas: + T1.1: Análisis del desarrollo urbano de la ciudad. Con ayuda de bibliografía, información catastral y planimetría, se desarrolla un estudio sobre las etapas de crecimiento de la ciudad, analizando el proceso de expansión del núcleo urbano hacia la periferia, hasta llegar al periodo de estudio y a la situación actual. + T1.2: Relación de las diferentes regulaciones y normativas de ámbito nacional y local que aparecen durante el período de estudio en materia de vivienda social, incidiendo en los criterios constructivos y su relación con el acondicionamiento térmico en los edificios. + T1.3: Descripción del marco normativo actual en materia de sostenibilidad y eficiencia energética, analizando las diferentes políticas europeas y nacionales enfocadas a la rehabilitación del parque residencial. + T1.4: Localización de los edificios de vivienda social construidos entre los años 1950 y 1980 en Córdoba. Se dará preferencia a las promociones residenciales de vivienda social con un número de viviendas igual o superior a 100, con objeto de que la muestra analizada sea representativa. 4| METODOLOGÍA 102 + T1.5: Identificación de las barriadas, promociones y edificios residenciales construidos en Córdoba entre 1950 y 1980. Todos los elementos identificados se clasificarán mediante un criterio de asignación de códigos según el distrito, la barriada y la promoción de viviendas a la que pertenezcan. Tarea 2. Definición de las promociones de vivienda social en Córdoba. Niveles de detalle 1 y 2 Una vez identificadas las edificaciones de vivienda social construidas en Córdoba entre los años 1950 y 1980, en esta tarea se llevará a cabo la definición morfológica y constructiva de las mismas. Esta tarea se desarrollará a través de las siguientes sub-tareas: + T2.1: Definición de los barrios, promociones y bloques de vivienda social identificados y creación de una base de datos con información obtenida a través de la consulta de plataformas virtuales de fácil acceso, con nivel de detalle 1 – promoción : número total de barrios, promociones y viviendas identificadas, localización, nombre de las promociones, número de bloques por promoción, tipología edificatoria de cada promoción, referencia catastral, año de construcción, número de plantas de los bloques, número de viviendas por bloque, número de viviendas por planta, ocupación y superficie construida. + T2.2: Búsqueda de documentación original de los proyectos identificados, mediante su consulta en el Archivo Municipal de Córdoba [5], recopilación bibliográfica y de material documental archivado, así como a través de visitas a las distintas barriadas. Se recopilará de cada proyecto la planimetría, la memoria y otra documentación adicional que se encuentre disponible en cada expediente consultado en archivo, con nivel de detalle 2 - bloque. + T2.3: Análisis y organización de la documentación recabada sobre el estado actual de las edificaciones de vivienda social, para la identificación y caracterización de las tipologías edificatorias y los sistemas constructivos empleados, con nivel de detalle 2. Se obtendrá información acerca de los diferentes elementos que componen la envolvente térmica de los edificios (fachada, cubierta, huecos, suelos en contacto con el exterior, suelos en contacto con el terreno, particiones verticales u horizontales en contacto con espacios no habitables), así como de características morfológicas (altura de planta, superficie construida, superficie útil) y funcionales (número de dormitorios, número de ocupantes, consumo de ACS). Tarea 3. Análisis arquitectónico y constructivo de las promociones de vivienda social en Córdoba. Niveles de detalle 1 y 2 Tras la recopilación de información de las promociones de vivienda social edificadas en Córdoba durante los años que discurren entre 1950 y 1980, se desarrolla un análisis de definición arquitectónica y constructiva, con nivel de detalle 1 y 2, de dicho parque residencial, como punto de partida para conocer su estado actual, previo a desarrollar el análisis de su comportamiento energético. + T3.1: Análisis de la configuración arquitectónica de todo el parque residencial identificado a través de parámetros morfológicos de las promociones y de los edificios que las componen. El análisis se llevará a cabo con nivel de detalle 1 - promoción: i) a nivel de promoción, a partir de indicadores tales como el número de bloques y de viviendas que las componen, superficie construida y año de construcción, y ii) a nivel de bloque, 4| METODOLOGÍA 103 a partir de la tipología edificatoria, la posición del bloque, la orientación, las dimensiones (número de plantas), así como la existencia de espacios con uso diferente al residencial en planta baja. Dada la abundante producción del arquitecto Rafael de la Hoz en la vivienda social cordobesa durante la época de estudio, dicho análisis se complementará con el estudio de la representatividad de los casos que fueron desarrollados por este arquitecto. + T3.2: Análisis pormenorizado de la configuración arquitectónica del parque residencial identificado y documentado mediante la consulta de los proyectos originales. Se estudian en este caso aspectos morfológicos más concretos, con nivel de detalle 2 - bloque, i) a nivel de bloque, como la compacidad, la relación entre la superficie construida total de bloque y la superficie útil del bloque relativa a viviendas, el porcentaje de hueco en fachada en cada orientación, número de bloques y viviendas con suelo en contacto con el terreno o con el exterior, y suelos en contacto con espacios no habitables inferiores o superiores, así como el tipo de espacio no habitable con el que colindan, y ii) a nivel de vivienda, como la superficie útil, el número de dormitorios y la altura libre. Al igual que antes, se realiza una breve reseña de la producción del arquitecto Rafael de la Hoz, complementando el análisis con el estudio de la representatividad de los casos que fueron desarrollados por el arquitecto. + T3.3: Análisis de la configuración constructiva del parque residencial identificado con nivel de detalle 2, a través de la definición de los elementos que componen la envolvente térmica de los edificios para obtener una visión global de las soluciones constructivas más comunes en la época de estudio. Se estudian los sistemas constructivos empleados en cubiertas, fachadas, suelos en contacto con el exterior, suelos en contacto con el terreno, particiones verticales en contacto con espacios no habitables, particiones horizontales en contacto con espacios no habitables inferiores o superiores y huecos. + T3.4: A partir del análisis estadístico de la muestra acerca de su composición arquitectónica y constructiva, y en función de su significación numérica y representativa, se seleccionarán las viviendas consideradas como casos de estudio, sobre las que se llevará a cabo la investigación con nivel de detalle 3 - vivienda. En relación con la abundante producción de Rafael de la Hoz en este tipo de edificación en Córdoba, los tres casos seleccionados son obra del arquitecto. + T3.4: Definición de los casos de estudio mediante una amplia recopilación de todas aquellas publicaciones que aporten algún dato de interés sobre los mismos, así como la recogida de datos, medidas, imágenes y documentación necesaria para realizar un levantamiento exhaustivo de cada uno de ellos. Tarea 4. Generación de un Sistema de Información Geográfica con la documentación recabada en el proceso de identificación, definición y análisis de promociones de vivienda social en Córdoba. Nivel de detalle 1 y 2 A partir de la identificación, definición y análisis arquitectónico y constructivo con nivel de detalle 1 y 2 de los casos de estudio, se lleva a cabo una base de datos que funcionará a modo de catálogo de definición constructiva y funcional de promociones de vivienda social en Córdoba en el período 1950-1980. Dicha base de datos se asociará a un Sistema de Información Geográfica (SIG) por medio del software libre Aplicación QGIS v.2.18.16 [ 8 ], que permita, por un lado, la organización, almacenamiento, manipulación, análisis y modelización de datos geográficamente referenciados y, por otro lado, facilite la consulta y obtención de 4| METODOLOGÍA 104 resultados sobre información de vivienda social en Córdoba de una manera más eficaz a través de mapas interactivos. Se generan tres SIG derivados de los análisis previos: i) SIG de identificación y definición de promociones de vivienda social; ii) SIG de caracterización arquitectónica de promociones de vivienda social y iii) SIG de caracterización constructiva de promociones de vivienda social. 4.1.2 Aproximación ambiental y energética del parque de vivienda social existente en córdoba construido entre 1950-1980 (Fase II) La segunda fase aborda el análisis ambiental y energético del parque residencial construido en Córdoba entre los años 1950 y 1980. Dicho análisis se llevará a cabo i) con nivel de detalle 2 - bloque, a partir de modelos energéticos generados mediante los datos recopilados en la Fase I, para evaluar y calificar la eficiencia energética del estado actual de los edificios analizados, y ii) con nivel de detalle 3 - vivienda, a partir de la recopilación in situ de datos sobre parámetros ambientales y energéticos para la generación y el ajuste de los modelos energéticos de simulación, se lleva a cabo la evaluación del estado energético actual de los edificios analizados. Esta fase engloba las cinco tareas que se definen a continuación. Tarea 5. Evaluación energética del parque residencial existente en Córdoba construido entre 1950 y 1980. Nivel de detalle 2 Con nivel de detalle 2 - promoción, se desarrollará un análisis del estado actual de la edificación que permitirá obtener una primera visión del estado energético de las viviendas sociales en Córdoba en el período 1950- 1980. Esta tarea se desarrollará a través de las siguientes sub-tareas: + T5.1: Definición y construcción de modelos energéticos con el programa reconocido CE3X v2.3 [6], a través de cuatro pasos: i) datos administrativos (localización y otros datos identificativos), ii) datos generales (normativa de aplicación, año de construcción, tipo de edificio, su localización y zona climática, así como su superficie útil, altura libre de planta, número de plantas, ventilación, demanda de ACS y masa de las particiones internas), iii) definición de los elementos que componen la envolvente térmica del edificio, especificando composición y valores de transmitancia térmica de los mismos, así como las características de huecos, carpinterías y protecciones solares, a partir del procedimiento indicado en el CTE-DB HE 1 [ 9 ] y los valores de resistencia térmica y masa definidos en el Catálogo de Elementos Constructivos del CTE [ 10 ], iv) definición de las instalaciones de ACS y los equipos de acondicionamiento térmico. + T5.2: Evaluación energética de los edificios de vivienda social a través de dichos modelos energéticos, para obtener una primera visión de su estado actual, su demanda energética de calefacción, refrigeración y global, así como su calificación energética. Se desarrollará un análisis estadístico descriptivo, a partir de los resultados obtenidos en la simulación de la muestra de casos considerada. 4| METODOLOGÍA 105 Tarea 6. Generación de un Sistema de Información Geográfica con los resultados de evaluación energética del parque residencial existente en Córdoba. Nivel de detalle 2 Una vez llevada a cabo la evaluación energética de los casos de estudio con nivel de detalle 2 - promoción, se vuelcan los resultados en una base de datos que permita la consulta y obtención de información acerca del estado energético actual de la vivienda social construida en Córdoba entre 1950 y 1980. Esta base de datos quedará asociada a un nuevo Sistema de Información Geográfica (SIG) llamado SIG de evaluación energética. Tarea 7. Evaluación del comportamiento energético de las viviendas elegidas como caso de estudio. Nivel de detalle 3 Una vez establecidos los tres casos de estudio sobre los que se va a realizar una labor de análisis con nivel de detalle 3 - vivienda, se programan una serie de ensayos y medidas in situ junto con encuestas sobre los hábitos diarios de los ocupantes de las viviendas. De esta forma se pretende reducir la incertidumbre en la generación de modelos energéticos de simulación, y lograr que éstos se ajusten lo máximo posible al comportamiento real de los edificios, para obtener una evaluación altamente fiel del nivel de bienestar térmico y la demanda energética en los casos de estudio y determinar así el potencial de mejora de este tipo de viviendas. Esta tarea se desarrollará a través de las siguientes sub-tareas: + T7.1: Para evaluar la homogeneidad térmica de los cerramientos, se desarrolla un estudio de termografía infrarroja. Las imágenes se toman mediante una cámara termográfica FLIR ThermaCAM B4, y se analizan por medio del software FLIR Report Studio v1.0. Estas medidas se llevan a cabo en varios días de invierno, a una hora temprana, para aprovechar el salto térmico entre interior y exterior de las viviendas analizadas, de forma que los puntos de la envolvente térmica donde puedan producirse pérdidas energéticas queden lo suficientemente reflejados (estructura, frentes de forjado, pilares, marcos de ventana, cajas de persiana, juntas de mortero del cerramiento de ladrillo, etcétera). + T7.2: Para cuantificar el nivel de estanqueidad de los cerramientos y medir la tasa de infiltraciones que sufre la envolvente térmica de los edificios, se realiza un ensayo de presurización y despresurización con el equipo Minneapolis Blower Door Model 4/230V System. Este dispositivo se coloca en la puerta de la vivienda y se conecta a un ordenador, que recibe los datos registrados en los ensayos realizados. Estos datos se realizan a una presión de 50 Pa, por lo que deben ser convertidos a presión atmosférica para conocer la tasa de infiltraciones de la vivienda en renovaciones por hora. + T7.3: Para llevar a cabo una caracterización energética adecuada, así como para poder contar con información suficiente para analizar las condiciones de habitabilidad de las viviendas monitorizadas, se diseña una campaña de monitorización de larga duración, que abarca un período aproximado de aproximadamente nueve meses, para contar con información de invierno, verano y de una de las estaciones intermedias (primavera u otoño). La monitorización posibilita la recogida de datos de parámetros ambientales y de consumo energético como se describe a continuación: o Las medidas de parámetros ambientales en las viviendas se llevan a cabo mediante dispositivos registradores de datos tipo Wohler CDL 210 CO2, situados en un espacio de la zona de día (salón de la vivienda) y un espacio de la zona de noche (dormitorio principal de la vivienda), a una altura de 80 cm 4| METODOLOGÍA 106 del suelo y protegidos de la incidencia de la luz solar. Los datos se registran en intervalos de tiempo de 30 minutos. Con esta cadencia de acopio de información, la memoria de los dispositivos alcanza un periodo de almacenamiento máximo de aproximadamente 3 meses. Los datos almacenados en dichos dispositivos se descargan mediante conexión USB a un ordenador portátil por medio de un programa informático ad hoc, llamado Indoor Air Quality [ 11 ], para su posterior análisis. Los parámetros ambientales registrados en las viviendas son la temperatura del aire (Ta, ºC), la humedad relativa (Hr, %) y la concentración de CO2 (CO2, ppm). o Los datos de variables ambientales exteriores se han obtenido mediante su descarga gratuita de la base de datos del Servicio Central de Apoyo a la Investigación (SCAI) [ 12 ] de la Universidad de Córdoba (UCO), cuya estación meteorológica cuenta con datos climáticos de la ciudad de Córdoba desde el mes de octubre del año 1996. La estación meteorológica se sitúa en el Campus de Rabanales de la UCO, localizado en el extrarradio de la ciudad, por lo que para contrastar que dichos datos meteorológicos son similares en un área más cercana a las viviendas monitorizadas, se llevan a cabo medidas puntuales in situ de las variables registradas. Los parámetros ambientales de exterior registrados son la temperatura de bulbo seco (Text, ºC), la humedad relativa (Hr, %), la radiación solar (Rs, W/m2), la velocidad (V, m/s) y la dirección del viento. o El consumo energético (Ec, kWh) se ha registrado por medio de un sistema de medidores enlazados con un monitor ENVI mediante tecnología C2, obteniéndose así una medida general del consumo de la vivienda, y un registro pormenorizado de los equipos utilizados con más frecuencia. Los dispositivos eléctricos o electrodomésticos más utilizados en la vivienda se conectan a un sensor situado en la toma de alimentación de dichos equipos, que corresponde a un canal de medida. El consumo eléctrico general se registra mediante un transmisor ENVI que se coloca en la caja de registro a la entrada de la vivienda, enlazado a su vez con el monitor ENVI. De esta forma se logra una medida general del consumo eléctrico de la vivienda, que engloba, además de la medida del consumo a través de los canales enlazados al monitor, el consumo derivado del uso de iluminación y de otros dispositivos que no se hayan podido conectar a uno de dichos canales. El registro de medidas se ha realizado en intervalos de 15 minutos. Dichas medidas se transmiten vía Wi-Fi a una plataforma web con acceso mediante una cuenta suscrita y la información almacenada se descarga a un ordenador para su análisis. + T7.4: Para poder evaluar con un grado alto de fiabilidad el potencial de mejora en los casos de estudio, se llevan a cabo encuestas sobre hábitos de uso, ocupación y operacionales a los usuarios de las viviendas. + T7.5: Una vez recogidos los datos sobre parámetros ambientales y de consumo energético, así como los hábitos de uso, ocupación y operacionales de los usuarios de las viviendas, se desarrolla el análisis pormenorizado de los resultados obtenidos como se describe a continuación: + Para establecer un patrón de usuario aproximado a partir de los datos recabados mediante encuestas se aplica una metodología mixta que relaciona parámetros cuantitativos (resultados obtenidos en la monitorización sobre parámetros ambientales y de consumo eléctrico) con parámetros cualitativos (resultados obtenidos en las encuestas a los usuarios sobre sus hábitos diarios). El cruce de ambos tipos de información da lugar a un patrón asociado a cada una de las viviendas analizadas. Para no inducir a error y conseguir un patrón que se repita de forma rutinaria, se ha diferenciado entre el período de invierno y de verano, ya que las condiciones interiores varían significativamente de una estación a otra, y se ha contado 4| METODOLOGÍA 107 únicamente con los datos recopilados en los días laborables o días entre semana, ya el patrón de uso del fin de semana es muy dispar. Mediante el cálculo del promedio horario de cada uno de los parámetros considerados, se genera un perfil de usuario diario que representa la actividad y la ocupación que se da con mayor frecuencia en cada caso. + Para evaluar las condiciones climáticas que han tenido lugar durante la recogida de datos en la monitorización, los valores promedio mensuales de temperatura exterior registrados se contrastan y analizan junto con los valores promedio mensuales de temperatura exterior recogidos en el archivo climático para un año de referencia en Córdoba, extraído de la base de datos SWEC [ 13 ]. Dicha base de datos contiene una recopilación de valores horarios observados durante un período de aproximadamente 20 años, en la estación meteorológica del aeropuerto de Córdoba. En particular, los datos utilizados en este trabajo corresponden al año 2002. + La evolución horaria de la temperatura interior monitorizada en cada uno de los salones y dormitorios de los casos de estudio se analiza junto con la evolución horaria de la temperatura exterior simultánea y los requisitos de bienestar térmico establecidos en la normativa vigente, mediante la representación de una banda de temperatura operativa de consigna constante. Dichos resultados se evalúan de forma separada, según el período de invierno y de verano registrado en cada caso, tomando como referencia la banda de temperatura operativa correspondiente de acuerdo con el Reglamento de Instalaciones Térmicas de los Edificios (RITE) [ 14 ]. + Para la evaluación del nivel de calidad del aire y las condiciones interiores y su relación con la ventilación de las viviendas, se analiza la evolución horaria de los valores de humedad relativa y concentración de CO2 de forma simultánea. Los valores de humedad relativa se comparan con los requisitos de bienestar higrotérmico establecidos en el RITE, mediante la representación de una banda de humedad relativa constante en función del período de invierno o de verano correspondiente. Los valores de CO2 se analizan en base a la limitación establecida en el CTE-DB HS 3 [9]. + Los datos pormenorizados de consumo eléctrico obtenidos en cada caso de estudio, se analizan centrando la atención en el porcentaje de uso de equipos de calefacción y refrigeración, así como en el consumo general, por separado, en invierno y en verano. Los períodos considerados para el análisis engloban los meses de invierno, desde diciembre hasta marzo, ambos incluidos, y de verano, desde junio hasta septiembre, ambos incluidos. Tarea 8. Generación y ajuste de los modelos energéticos. Nivel de detalle 3 Esta tarea incluye la construcción y el ajuste de los modelos energéticos de simulación representativos de los casos de estudio, que van a servir de base en la evaluación de las condiciones de bienestar térmico en su estado actual y en la predicción del potencial de mejora de las viviendas analizadas. + T8.1: Para analizar el comportamiento energético y ambiental de los casos de estudio, se generan los modelos energéticos por medio del software de simulación energética DesignBuilder® [7], que cuenta con un motor de cálculo Energy+ [ 15 ]. La elección del programa informático se hace en base a dos criterios. El primero de ellos es la posibilidad de realizar un diagnóstico mediante el análisis del comportamiento energético y ambiental del caso de estudio bajo condiciones operacionales reales. Y el segundo es la posibilidad de simular 4| METODOLOGÍA 108 estrategias de rehabilitación en las viviendas objeto de estudio y poder así predecir la mejora que se puede alcanzar. + T8.2: Para la generación de los modelos energéticos de simulación y su ajuste al comportamiento real de los casos de estudio, es necesario utilizar los datos obtenidos en la monitorización de las viviendas, los resultados obtenidos en las medidas in situ y las encuestas a los usuarios sobre ocupación y hábitos energéticos. De esta forma, el ajuste de lo simulado y lo medido proporcionará una mayor precisión en la posterior evaluación mediante programas ad hoc del potencial de mejora de los edificios analizados. + T8.3: La definición geométrica de los modelos energéticos se inicia a nivel de celda, generando cada habitación monitorizada como una zona térmica independiente en el modelo energético, situadas en la posición y orientación reales, recreando las condiciones de contorno que correspondan a cada caso de estudio. De esta forma, se comparan los datos obtenidos en la simulación de los modelos energéticos correspondientes al dormitorio principal y al salón de las viviendas objeto de estudio, con los resultados obtenidos en la monitorización, dotando así de precisión al proceso de ajuste. + T8.4: En un paso más hacia el ajuste de los modelos energéticos, se da el salto a nivel de vivienda, en el que los locales anteriormente considerados zonas térmicas independientes se incluyen en un modelo energético de vivienda, donde se mantienen las condiciones de contorno reales previamente establecidas. En este caso, los datos reales se obtienen de una media aritmética de los valores horarios de temperatura interior recabados en cada uno de los locales monitorizados. Este acercamiento tiene el objetivo de incrementar la fiabilidad y validez de los resultados obtenidos en las evaluaciones energéticas posteriores que se desarrollen a nivel de vivienda. + T8.5: A día de hoy, no existe una metodología óptima aplicable al ajuste de modelos energéticos de simulación con garantía de fiabilidad total de los resultados simulados, pero sí existen métodos simplificados que aproximan los valores simulados a los medidos minimizando el error diferencial. En el presente trabajo, el ajuste de los modelos energéticos de simulación a los valores obtenidos en la monitorización de los casos de estudio se realiza de forma horaria, simultáneamente a la recolección de los datos de la monitorización [ 16 ], de acuerdo con la metodología establecida por la Guía 14 de ASHRAE [ 17 ]. Los resultados se validan i) de forma gráfica, observando si la tendencia de los resultados reales y simulados converge o se desvía, y ii) de forma estadística, cuantificando las diferencias entre resultados. El estándar internacional de ASHRAE mide la fiabilidad y el grado de incertidumbre de los datos obtenidos a partir de los cálculos informáticos mediante un método simplificado que contempla un ajuste de la diferencia entre lo real y lo simulado con ayuda de tres índices estadísticos: i) ESMN o Error de Sesgo Medio Normal, que mide las diferencias entre los valores medidos y los simulados, ii) CV(RECM) o el Coeficiente de Variación de la Raíz del Error Cuadrático Medio, que mide la variabilidad del error entre resultados y, si en general, el modelo responde de forma similar a la realidad, y iii) R2 o Coeficiente de Determinación, que mide la dependencia lineal entre la variable real y la variable simulada, y toma un valor entre 0 y 1, siendo 0,75 el valor recomendado para modelos calibrados. Estos índices estadísticos se han calculado siguiendo las expresiones (4.1), (4.2) y (4.3). 𝐸𝑆𝑀𝑁= 1 𝑚· ∑(𝑚𝑖 − 𝑠𝑖) 𝑛 𝑖=1𝑛 − 𝑝 ×100 (%) (4.1) 4| METODOLOGÍA 109 donde 𝑚 es la media de los valores medidos, 𝑛 es el número de datos medidos, 𝑝 es el número de parámetros ajustables del modelo -recomendable usar 0 en (4.1) y 1 en (4.2)-, 𝑚𝑖 es el dato medido en el instante 𝑖, 𝑠𝑖 es el dato simulado en el instante 𝑖, y 𝑁𝑖 es el número de datos utilizados en la calibración. 𝐶𝑉(𝑅𝐸𝐶𝑀)= 1 𝑚· √ ∑(𝑚𝑖− 𝑠𝑖)2 𝑛 𝑖=1𝑛 − 𝑝 ×100 (%) (4.2) 𝑅2= ( 𝑛·∑𝑚𝑖·𝑠𝑖− ∑𝑚𝑖·∑𝑠𝑖 𝑛 𝑖=1 𝑛 𝑖=1 𝑛 𝑖=1 √(𝑛·∑𝑚𝑖2−(∑𝑚𝑖 𝑛 𝑖=1 )2 𝑛 𝑖=1 )·(𝑛·∑𝑠𝑖2−(∑𝑠𝑖 𝑛 𝑖=1 )2 𝑛 𝑖=1 ) ) 2 (4.3) La Guía 14 de ASHRAE considera válido el ajuste de modelos energéticos de simulación a partir de datos horarios cuando se cumple que los valores analizados durante un período de un mes o 30 días presentan un NMBE dentro del rango ± 10% y un CV(RMSE) por debajo del 30%. Tarea 9. Evaluación del comportamiento energético y valoración de la demanda energética en modelos representativos: simulación energética de arquetipos. Nivel de detalle 3 Una vez validado el ajuste de los modelos energéticos para el estudio del potencial de mejora de los casos de estudio analizados, se generan los modelos base o arquetipos, entendiéndose con ello que se trata de modelos característicos de todas las variantes de bloque y de vivienda que podemos encontrar en las promociones analizadas con nivel de detalle 3 – vivienda y que representan su estado actual. De esta forma, el análisis de un número elevado de bloques que supondría una cantidad de tiempo extensa, se reduce. Para ello se lleva a cabo un modelo energético simplificado de bloque de viviendas que es representativo del conjunto de bloques de la promoción. + T9.1: Para lograr un modelo energético representativo de los casos de estudio monitorizados, se analizan los patrones más comunes del parque residencial de vivienda social analizado. A partir de dicho estudio se generan los arquetipos en función de i) la posición del bloque (aislado, extremo o interior), y de ii) la posición de las viviendas dentro del bloque, esta última en base a dos variables: a) la tipología edificatoria, que establece el número de viviendas por planta y su orientación, y b) el número de plantas, tomando la planta baja, intermedia y de cubierta como representativas del bloque en su totalidad. Las edificaciones colindantes en cada caso se representarán como elementos de sombra. + T9.2: Para valorar la incidencia de la orientación y de la posición de las viviendas en el bloque, se lleva a cabo la simulación de los arquetipos en régimen de demanda de energía primaria. El perfil de uso y ocupación, así como el perfil operacional y las temperaturas de consigna del uso de equipos de calefacción, refrigeración y ventilación, se programa de acuerdo con el procedimiento recogido en el CTE-DB HE 1 2017. + T9.3: El análisis de los resultados obtenidos en la simulación de los arquetipos, se lleva a cabo desde dos vertientes: i) a través de la comparación de los valores de demanda de energía primaria entre las viviendas contenidas en cada caso de estudio, posicionadas en las cuatro orientaciones que ofrece la tipología de Bloque H y en las tres plantas representativas del bloque, y ii) mediante la desviación en porcentaje de la demanda de energía primaria de cada vivienda en relación con la obtenida en la vivienda situada en la posición en la que se ubican las viviendas monitorizadas. 4| METODOLOGÍA 110 4.1.3 Análisis de las condiciones de bienestar térmico en las viviendas de los casos de estudio (Fase III) En la gran mayoría de edificios de vivienda social construidos en el área mediterránea con anterioridad a 1980 están ausentes los equipos de calefacción y refrigeración centralizados, por lo que podemos considerar que las condiciones interiores en dichas viviendas discurren en un régimen de libre evolución durante la mayor parte del tiempo. De acuerdo con esto, la evaluación del nivel de confort térmico mediante modelos adaptativos se considera una aproximación más realista frente al empleo de modelos de confort estacionarios, que necesitan del uso de equipos de climatización y por tanto de un mayor consumo energético. Dado que en la presente investigación no ha sido posible contar con información suficiente para obtener un modelo de confort adaptativo empírico local a partir de datos recabados en las viviendas objeto de estudio, se lleva a cabo un examen de la aplicabilidad de dos modelos experimentales a las condiciones climáticas de clima Mediterráneo de Córdoba, a) el Estándar 55 (ANSI/ASHRAE) de ámbito internacional (Capítulo 3, Sección 3.2.2), y b) el Estándar MM (Barbadilla-Martín, E., et al.) de ámbito local (Capítulo 3, Sección 3.2.2), siguiendo una metodología de análisis similar a la propuesta por el investigador noruego Carlucci [ 18 ], que indica que, a pesar de la madurez que ha alcanzado el concepto de enfoque adaptativo en la evaluación del bienestar en los edificios, aún existen ciertas ambigüedades e inconsistencias en la aplicación de algunos estándares. La metodología que emplea pone de relieve el impacto de estas incertidumbres en los resultados establecidos para las condiciones ambientales en los edificios. Tomando como referencia cinco estándares de confort adaptativo (algunos de uso restringido a zonas climáticas determinadas, otros de aplicación global, como es el caso de ASHRAE 55-2017) selecciona cinco localizaciones de diferentes zonas climáticas. A partir del registro meteorológico de un año de referencia en cada localización [ 19 ], calcula las series de temperatura de confort óptimo y rangos de aceptación aplicando los índices adaptativos considerados, y desarrolla una comparativa gráfica y analítica en base a cuatro índices estadísticos para cuantificar la idoneidad de aplicación de dichos índices adaptativos. La evaluación del bienestar térmico en las viviendas sociales objeto de estudio en la presente investigación nacerá del ajuste de los modelos de confort adaptativo considerados para las características del clima Mediterráneo de Córdoba. Tarea 10. Ajuste del modelo adaptativo de confort al clima mediterráneo Esta tarea engloba el análisis de aplicabilidad y ajuste de los modelos de confort adaptativo analizados (Estándar 55 y Estándar MM) examinando por separado, su aplicabilidad en condiciones de invierno y de verano, para las características del clima Mediterráneo de Córdoba. Esta tarea se desarrollará a través de las siguientes sub-tareas: + T10.1: A partir del registro climático de temperaturas para un año de referencia de Córdoba [13], se lleva a cabo la estimación analítica de la temperatura exterior de referencia 𝑇𝑒𝑥𝑡,𝑟𝑒𝑓, como parámetro principal en la ecuación de confort adaptativo (ECA) para la determinación de la temperatura neutra o de confort, 𝑇𝑐𝑜. Dicho parámetro se estima a través de la ecuación (4.4) -que se ha denominado de tipo A en la presente investigaciónde ponderación de la temperatura media diaria en los días sucesivos anteriores al día analizado, mediante un coeficiente de ponderación α que toma su valor entre 0 y 1, de forma que cuanto más nos alejamos en el tiempo, menor impacto tiene la temperatura exterior sobre la temperatura de confort 5|CASO DE ESTUDIO 5| CASO DE ESTUDIO 118 5| CASO DE ESTUDIO 119 5CASO DE ESTUDIO El presente capítulo aborda la descripción del parque residencial objeto de estudio, en concreto el edificado entre 1950 y 1980 en el núcleo urbano de Córdoba, ciudad mediterránea del sur de España. A partir de una valoración de la representatividad de la vivienda social plurifamiliar edificada entre 1950 y 1980 en esta ciudad y de la revisión de los antecedentes históricos y urbanísticos que han dado lugar a la expansión de este tipo residencial en la periferia del núcleo urbano original, se desarrolla un protocolo de identificación y definición de estos edificios, desde tres escalas de aproximación correspondientes a tres niveles de detalle (nivel de detalle 1 – promoción, nivel de detalle 2 – bloque y nivel de detalle 3 – vivienda), previo a la caracterización arquitectónica, constructiva y energética que se desarrollará en capítulos sucesivos a éste. Los resultados de la clasificación y análisis de dicho parque residencial se asociarán a una base de datos apoyada en un Sistema de Información Geográfica (SIG), con objeto de generar una herramienta de almacenamiento, análisis y manipulación de información relativa al estado actual de este parque residencial, haciéndola accesible para su consulta como punto de partida para futuras intervenciones de mejora en él. 5| CASO DE ESTUDIO 120 5.1 Núcleo urbano objeto de estudio El núcleo urbano que será tomado como caso de estudio para el análisis del parque residencial de vivienda social es Córdoba. La elección de esta ciudad se ha realizado con objeto de complementar los escasos estudios realizados hasta la fecha en zonas climáticas de la Europa meridional y por el interés que suscita esta zona en particular debido a sus características climáticas y socioculturales en relación al conjunto del territorio nacional. Córdoba es uno de los núcleos urbanos más extensos situados en el área sur del arco Mediterráneo peninsular español. Según sus características climáticas, el CTE DB HE1 la sitúa dentro de la zona climática B4, cuya influencia se ha estimado en el 34 % del territorio correspondiente a la región andaluza y el 40 % del territorio correspondiente a la provincia de Córdoba [ 1 ] (Fig. 5.1). Es por tanto un tipo climático con una representatividad importante a nivel regional. Para poder estimar en cifras el tamaño del parque residencial cordobés, en especial el edificado entre los años 1954 y 1980, es necesario acudir al Censo de población y viviendas que ofrece el Instituto Nacional de Estadística (INE) [ 2 ]. El censo de población y viviendas se publica cada 10 años. En este caso recurrimos al censo más actualizado, correspondiente al año 2011 (Tabla 5.1), que ofrece los datos relativos al número de viviendas por año de construcción y por tipo de vivienda. De esta manera, se contabiliza el tipo de edificio con varias viviendas familiares o con viviendas familiares compartido con locales, y se desestima del cómputo global los tipos de vivienda que el INE denomina “unifamiliar” (edificio sólo con una vivienda familiar) y “colectiva” (hotel, albergue, pensión, convento, cuartel, prisión, instituciones de enseñanza, internados de enseñanzas medias, academias militares, hospitales en general, instituciones para discapacitados, marginados, etcétera). Fig. 5.1. Mapa de zonas climáticas de Andalucía. 5| CASO DE ESTUDIO 121 Tabla 5.1. Número de viviendas plurifamiliares construidas en Córdoba. Nivel territorial Nº de viviendas % de viviendas Población Total 1951-80 Plurifamiliar 1951-80 1951-80 Plurifamiliar 1951-80 Nacional España 46.815.916 24.519.706 10.650.842 8.104.972 51,06 38,85 Regional Andalucía 8.371.270 4.249.034 1.758.091 1.182.160 50,01 33,63 Provincial Córdoba 802.575 390.280 160.778 103.918 41,20 26,63 Municipal Córdoba 328.326 149.826 77.062 69.078 51,43 46,11 Datos obtenidos del Censo de población y viviendas 2011 (Instituto Nacional de Estadística) Atendiendo a las cifras del censo, dentro del grueso de edificios construidos en el municipio de Córdoba durante el siglo XX, el número de viviendas en edificios dedicados exclusivamente a uso residencial familiar edificado durante las décadas 50, 60 y 70, supone un 51,43 % del total, de los cuales el 46,11 % corresponde a edificación residencial plurifamiliar (Tabla 5.1). Estas cifras corresponden a la expansión territorial que experimenta el núcleo urbano de Córdoba, favorecida por la construcción de grandes promociones de vivienda social con objeto de paliar la demanda de vivienda de la época, y que son en gran medida responsables del desarrollo morfológico de su actual trama urbana. A nivel nacional, regional, provincial y municipal, se observa que el porcentaje que supuso el parque de viviendas plurifamiliares durante las décadas de estudio es aproximadamente un 40 % de la edificación residencial a nivel nacional (38,85 %), y cerca de la mitad a nivel municipal (46,11 %). Además, el número de viviendas plurifamiliares a nivel municipal corresponde a cerca de tres cuartas partes del total edificado en la provincia en el período de estudio (66,47 %) (Tabla 5.1). En definitiva, el análisis de las cifras del censo de población y viviendas del año 2011 muestra que el proceso de expansión edificatoria fue común a la mayoría de los núcleos urbanos en España. En este caso, la Fig. 5.2 recoge el número de viviendas existentes por año durante el siglo XX, mostrando un acusado aumento en la construcción entre los años 1954 y 1980 tanto a nivel nacional como en Córdoba. Fig. 5.2. Número de edificios destinados principalmente a viviendas por año de construcción en España y en Córdoba. 0 1000000 2000000 3000000 4000000 5000000 6000000 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000 Antes de 1900 1920 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2001 Nº de viviendas en España Nº de viviendas en Córdoba Nº de viviendas en Córdoba Nº de viviendas en España 5| CASO DE ESTUDIO 122 Fig. 5.3. Crecimiento normalizado del parque de edificios destinados principalmente a viviendas por año de construcción en España y en Córdoba. La similitud de crecimiento entre ambos parques edificatorios abre la posibilidad de que la metodología de análisis empleada a nivel local pueda ser aplicada a su vez a nivel nacional. En la Fig. 5.3 se observa el crecimiento normalizado de ambos parques edificatorios en el período de estudio, mostrando que comparten una tendencia similar (r2 = 0,99). En las primeras décadas del siglo XX (1900-1940) el aumento de edificios residenciales fue apenas notable. Tras la guerra civil, con motivo de abastecer los grandes movimientos migratorios desde zonas rurales a urbanas, se da un primer paso para aumentar el parque edificatorio, de forma que el número de viviendas en Córdoba se ve casi quintuplicado, creciendo desde las 2751 viviendas existentes a comienzo de siglo, hasta 12262 viviendas en 1950. Será durante las décadas sucesivas (1951-1980) cuando el parque residencial cordobés experimentará su mayor crecimiento hasta ahora. El número de viviendas pasará a ser de 25278 en 1960, duplicándose hasta 55441 en 1970, y alcanzando las 89324 viviendas en 1980. Este acusado crecimiento supone un 86,27 % del parque residencial construido hasta esa fecha y el 59,31 % del total existente a finales del siglo XX (129931 viviendas). El análisis de las cifras del censo no es suficiente para una correcta caracterización del parque residencial existente. Para profundizar en la detección del parque residencial correspondiente a las fechas de estudio, en la Fig. 5.4 se ha llevado a cabo un análisis gráfico del crecimiento territorial del núcleo urbano de Córdoba centrado en el período de estudio, a partir del análisis comparativo del Plan General de Ordenación Urbana de 1956 y de 1986, y sucesivas ortofotos que documentan la expansión de la trama urbana hasta el año 1983. La mayor parte de edificaciones residenciales plurifamiliares existentes en la actualidad en Córdoba se llevaron a cabo en dicho período de estudio. La construcción de grandes barriadas de vivienda social, que englobaban alrededor de 2000 viviendas, surgieron a raíz de los procesos de apertura de la ciudad hacia el noroeste (barriada de Parque Figueroa), sureste (barriada de Santuario) y sur (Barriada de San Martín de Porres) de la ciudad. Será bajo la mentalidad de modernización de la edificación cordobesa durante las décadas de estudio, cuando el arquitecto Rafael de la Hoz Arderius (Madrid, 1924-2000) desarrollará una amplia labor R² = 0,997 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 Crecimiento del parque residencial en España Crecimiento del parque residencial en Córdoba 5| CASO DE ESTUDIO 123 arquitectónica en la ciudad [ 3 ], entre otras, en dicha edificación residencial plurifamiliar de carácter social, convirtiéndose en referente en el desarrollo de las tipologías edificatorias en la ciudad. En resumen, la elección de la Ciudad de Córdoba como núcleo urbano objeto de estudio se lleva a cabo en base a 1) su representatividad climática regional, siendo una de las dos capitales de provincia andaluzas que se sitúa en una zona climática B4, 2) el rápido crecimiento del parque edificado entre los años 1954 y 1980 similar al de la mayoría de ciudades españolas, que hoy en día representa un número elevado de viviendas existentes que presentan un comportamiento energético deficiente, y 3) por el interés que suscita la obra desarrollada por el arquitecto Rafael de la Hoz Arderius y su impronta innovadora en la edificación residencial plurifamiliar de carácter social desarrollada en el período de estudio. Fig. 5.4. Crecimiento del parque edificado en Córdoba hasta 1983. 5| CASO DE ESTUDIO 124 5.1.1 Descripción del marco histórico y urbanístico El origen y desarrollo del núcleo urbano de Córdoba es producto de su ventajosa situación geográfica, climática y cultural que a través de las diferentes etapas por las que ha pasado la civilización, ha dado lugar a la trama urbana que vemos hoy en día (Fig. 5.5). La localización de esta ciudad viene definida por elementos físicos que históricamente le han dotado de sustento, como son el valle, el río Guadalquivir y Sierra Morena, que le han otorgado una posición singular, estableciéndose como punto de control de las comunicaciones, centro estratégico militar y comercial, y lugar de paso entre el área sur mediterránea y la meseta central. Podemos afirmar que las actuaciones llevadas a cabo en las últimas décadas del siglo XX con el fin de recuperar a la ciudad de las diversas crisis económicas, sociodemográficas y de salubridad por las que ha pasado, han conseguido potenciar a la ciudad como punto de unión de la región andaluza con el resto del territorio nacional, a través del tren de alta velocidad, confiriéndole un mayor desarrollo en sectores como la sanidad o la universidad. Desde el asentamiento primitivo atribuido a la civilización tartésica ubicado en el actual Parque Cruz Conde, la morfología urbana cordobesa será testigo de las diferentes civilizaciones que la han ido conformando hasta hoy. Los años previos a la época medieval (s. XIII-XV) Córdoba atravesará fundamentalmente dominio romano, desde el 206 a. C. hasta el 409 d. C., e islámico desde el 711 hasta su conquista en el año 1236 por Fernando III el Santo, que establecerá el cristianismo. Estas tres civilizaciones dotaron a la ciudad de su mayor esplendor, hasta tal punto que hoy en día se la conoce como “la ciudad de las tres culturas”. El legado arquitectónico de la civilización romana, el puente romano y el arco del triunfo, la convivencia de las tres medinas durante el dominio musulmán, la Medina (que pasará a llamarse La Villa en la época cristiana), en el centro de la ciudad, Madinat al-Zahra al norte y Madinat al-Zahra al este, y la pervivencia de los arrabales de la Ajerquía, todo ello unido a la posterior creación de las llamadas “iglesias fernandinas” (en honor al conquistador), componen el núcleo central alrededor del cual la ciudad se expande hacia el territorio, y que ha sido motivo de que la ciudad haya sido declarada Patrimonio de la Humanidad por la UNESCO en 1994. La actual morfología de los barrios que pertenecen al distrito centro se conforma en las actuaciones de higienización y mejora de los barrios de La Villa y la Ajerquía durante la época medieval. En el siglo XIII, la ciudad se encontraba sumida en una crisis económica y de salubridad. Se sucederán los primeros ensanches urbanos, la pavimentación de calles y la apertura de espacios públicos a las plazas, la construcción de palacios, villas, iglesias y basílicas, así como la transformación del entorno de la Mezquita, la conformación de la plaza de la Corredera entre otras, y la creación de paseos o alamedas que han llegado hasta nuestros días, por ejemplo, el paseo de la Ribera. En el siglo XIX, bajo la dominación francesa, es cuando la morfología urbana de Córdoba experimenta un gran salto hacia la modernidad, y adquiere una morfología que empieza a parecerse a la ciudad actual [3]. La implantación del ferrocarril en 1859 se convierte en la puerta de entrada a la ciudad y desplaza el centro urbano hacia el norte. La vía ferroviaria discurre en paralelo al curso del río, evitando su cruce, para poder unir la localidad con Sevilla al este y Andújar al oeste. La ambición por una ciudad más higienista tuvo lugar con la demolición de once de las trece puertas de la muralla [3] para la generación de nuevos espacios de ocio, como el Paseo de la Victoria o el Paseo de Gran Capitán, que pasó a ser la entrada a la ciudad desde la llegada en ferrocarril y se vio favorecida por la desamortización de 1836 y demolición del Convento de San Martín dentro de la muralla. 5| CASO DE ESTUDIO 125 Hasta ahora, la conformación de la ciudad centraba toda la demanda residencial en el casco histórico, por lo que toda la actividad comercial empieza a expandirse en los límites del núcleo urbano [ 4 ]. A pesar de estos resquicios de modernidad, a finales del siglo XIX, la economía cordobesa seguía basada en una actividad principalmente agraria, y la poca actividad industrial situada extramuros dio lugar a una expansión muy limitada de la ciudad, cuyo crecimiento se había visto impedido en gran medida por la existencia de la muralla. Desde finales de siglo hasta bien entrado el siglo XX se desarrollarán de forma generalizada en las capitales andaluzas planes de ensanche que favorezcan de crecimiento de la ciudad en continuidad con el núcleo urbano, persiguiendo una ciudad más higienizada, planificada y un trazado más organizado [ 5 ]. En Córdoba, no será hasta la dictadura de Primo de Rivera (1923) y la II República, que fueron vistas como oportunidades de mejora, cuando se llevarán a cabo actividades de higienización y saneamiento de la ciudad [3]. Con el ascenso al poder de José Cruz Conde, tiene lugar la apertura de las puertas de las murallas y los procesos de alineamiento de calles y vías, que dotaron al núcleo urbano de ejes principales, haciéndolo más permeable y facilitando el cada vez más común tráfico rodado a través de la trama urbana. Estas actuaciones marcarán el crecimiento de la ciudad contemporánea [5]. A pesar del derribo de los límites murales, el río, al sur, y el ferrocarril, al norte, van a convertirse en los nuevos límites de crecimiento de la ciudad. La expansión meridional tendrá lugar gracias a la construcción en la segunda mitad del siglo XX de dos nuevos puentes con una diferencia de 40 años, que aligerarán las vías por donde discurría la mayoría del tránsito automovilístico de entrada a la ciudad. La zona septentrional alrededor del ferrocarril se verá ocupada por nuevos barrios: Cercadillas, las Margaritas, la Huerta de la Reina, el Zumbacón, Electromecánicas y más tarde, Ciudad Jardín. Esta expansión de la ciudad provoca que a principios de siglo la población de Córdoba supere los 100.000 habitantes y surja la necesidad de higienización y saneamiento del centro urbano que no era capaz de abastecer la creciente demanda de vivienda. Tras la guerra civil este hecho se vio pronunciado por la migración del campo a la ciudad, que en pocos años vio superado el tamaño de la ciudad histórica, alcanzando los 190.000 habitantes en los años 60. En un intento de paliar la demanda de vivienda existente en la ciudad y combatir el fenómeno chabolista, se lleva a cabo la construcción de 1350 casas baratas para dar alojamiento a 8.000 cordobeses. Entre los años 1950 y 1955, bajo el mandato del alcalde Antonio Cruz Conde y Conde, se ejecutan las primeras barriadas residenciales para obreros de viviendas unifamiliares: la barriada de Fray Albino (tras la llegada a la ciudad del obispo Albino González Menéndez-Reigada, en el año 1946) y Cañero (con el rejoneador Antonio Cañero), iniciándose un proceso continuado de expansión y urbanización de la ciudad [3]. El primer Plan General de Ordenación Urbana del que se dotó a la capital cordobesa llegó dos años después de la aprobación de la ley del suelo en el año 1956. Este plan fue redactado por José Rebollo Dicenta, y principalmente estableció la creación de potentes avenidas que surgían a partir del centro histórico y que dieron pie a que la ciudad se desarrollara de forma vertiginosa en las décadas sucesivas [ 6 ]. Esta planificación supuso que el Conjunto Histórico de la ciudad quedase ocupado principalmente por los poderes civiles e institucionales, dotando de polígonos residenciales a aquellas áreas periféricas que presentaban potencial de crecimiento en forma de corona residencial, favorecidas por la creación de las grandes avenidas [4]. Los nuevos crecimientos en forma de polígonos residenciales surgirán en base a las áreas de producción, y ofrecerán una pluralidad de soluciones opuestas a la tradicional arquitectura de la ciudad compacta [4], apareciendo las nuevas tipologías residenciales como el bloque lineal, el bloque en H o la torre, entre otros. En el campo de 5| CASO DE ESTUDIO 126 las artes y la arquitectura, aparece la figura del arquitecto Rafael de la Hoz Arderius, que introdujo en la construcción cordobesa una visión renovada de la arquitectura desarrollada hasta la fecha. Esta mentalidad desarrollista de los años 60 potencia la generación de centros secundarios de periferia, pues la extensión del radio urbano y el aumento de los desplazamientos genera la dificultad de acceso al centro de la ciudad para el disfrute y uso de los servicios, lo cual provoca un éxodo de la zona residencial del casco histórico hacia estas nuevas barriadas [4]. A las barriadas de Electromecánicas, el Parque Cruz Conde y Ciudad Jardín al oeste, las edificaciones residenciales en la Sierra y en las barriadas Fray Albino y Cañero, que ya existían con anterioridad al mencionado plan, se añaden el Polígono de Levante, la Fuensanta y el Santuario hacia el este de la ciudad, quedando parcialmente aislados por la existencia física del cauce del río el Sector Sur y la barriada de las Moreras, Huerta de la Reina, Valdeolleros, Santa Rosa, El Naranjo, Las Margaritas, El Brillante y el Parque Figueroa al norte por el trazado del ferrocarril. La expansión que experimenta la ciudad con la creación de estas barriadas “satélite” en los alrededores del Casco Histórico es revisada en los años ochenta. El crecimiento rápido de estas edificaciones provoca en ocasiones su desarticulación del centro urbano, y la falta de conexión entre ambos genera la marginalidad de las nuevas barriadas. En el año 1986 se redacta un nuevo Plan General de Ordenación Urbana que abordará la forma de coser los polígonos residenciales al núcleo urbano, desarrollando la trama urbana en los intersticios que han quedado vacíos, mejorando los accesos y colmatando su conexión con el centro de la ciudad [6]. El abandono paulatino que experimentará el Casco Histórico en estas fechas necesitará de planes específicos que velen por la protección y catalogación de las edificaciones patrimoniales existentes. El fracaso de las políticas urbanísticas que buscan la funcionalidad de la trama mediante la alineación de calles logran frenar numerosas modificaciones en el viario, que a día de hoy conserva mayoritariamente su trazado original [4]. Este Plan tiene como objeto potenciar el desarrollo urbano de Córdoba, colmatando los intersticios en las zonas Norte y Noroeste, y hacia la zona de levante, donde se pretenderá integrar lo rural y lo urbano a través de la trama denominada “híbrida”, mediante la creación de grandes espacios verdes o parques periurbanos. A comienzos del siglo XXI, la población de Córdoba cuenta con unos 320.000 habitantes, con altas tasas de desempleo, y una economía dependiente del sector agropecuario que persigue una paulatina terciarización y un tejido industrial débil [3]. 5| CASO DE ESTUDIO 133 + Década de construcción. + Año de construcción. + Tipología edificatoria. + Orientación predominante. + Posición del bloque (interior, extremo, exento). + Número de viviendas. + Número de plantas. + Existencia de locales comerciales en planta baja. + Número de viviendas en planta baja. + Número de viviendas en planta tipo. + Número de viviendas en planta de cubierta. + Perímetro. + Superficie ocupada. + Superficie construida. Finalmente, se completa una base de datos que recoge aproximadamente 27500 registros, cuyos datos se han obtenido únicamente mediante la consulta de la Sede Electrónica del Catastro [7] y la plataforma Google Maps [8]. La consulta de esta información se facilita a través de una plataforma digital, disponible para su descarga [ 14 ]. Definición de promociones de vivienda social con nivel de detalle 2 - bloque Una vez completada la base de datos de los casos de estudio definidos bajo un nivel de detalle 1, se aborda el análisis con nivel de detalle 2. Esta labor de definición implica un mayor detalle asociado a la consulta de los proyectos originales de los casos de estudio. Dado el alto número de casos identificados, se han seleccionado aquellos casos de acuerdo a su interés y representatividad frente al resto de promociones, englobando una muestra de casos con entidad suficiente para llevar a cabo los posteriores análisis programados en el desarrollo de la presente tesis. Dicha selección se realiza acorde a los siguientes criterios: 1. La representatividad numérica de las promociones de vivienda social dentro del conjunto del núcleo urbano de Córdoba (número de bloques y viviendas, superficie construida). 2. La representatividad tipológica de las promociones de vivienda social dentro de los casos identificados (bloque H, bloque lineal, torre y otras tipologías). 3. La accesibilidad a documentación relacionada con la definición arquitectónica, morfológica y constructiva de los casos de estudio (consulta de los proyectos originales). La Tabla 5.5 presenta una relación de los casos de estudio que se han definido con un nivel de detalle 2. En total, se han seleccionado 31 promociones de vivienda social, que acogen 14587 viviendas distribuidas en 781 bloques. Este número de viviendas supone el 48,50 % del total de viviendas sociales identificadas y el 58,52 % de las viviendas sometidas a un nivel de detalle 1. Para saber si esta cifra de casos es lo suficientemente representativa se calcula la muestra de estudio que sería necesaria en este caso. Planteando el caso más desfavorable, considerando una heterogeneidad del 50 %, un margen de error del 5 % y, por tanto, un nivel de confianza del 95 %, el número de casos que compondrían una muestra de estudio precisa sería de 375. En 5| CASO DE ESTUDIO 134 relación con el número de bloques, teniendo en cuenta una estimación de parámetros similar, el número de casos que correspondería a la muestra sería de 258. De esta forma se puede justificar que el tamaño de la muestra considerada es suficientemente representativo. Tabla 5.5. Promociones de vivienda social seleccionadas para la definición y análisis con un nivel de detalle 2 - bloque. Código Promoción Año de proyecto Año de construcción Nº bloques Nº viviendas CO_04_01 Santuario 1973 1975 125 2000 CO_05_01 Viviendas en el Polígono La Fuensanta 1970 1974 26 592 CO_05_02 Polígono Fuensanta (Coop. Viv. La Santa Fe) 1969 1974 23 322 CO_05_05 Viviendas en el Polígono La Fuensanta 1965 1973 50 516 CO_05_06 Viviendas en el Polígono La Fuensanta 1965 1969 18 504 CO_05_09 Polígono Fuensanta (Coop. Viv. San Álvaro 1971 1973 12 336 CO_07_01 Viviendas en solares de San Rafael 1962 1962 6 120 CO_11_01 Viviendas en Zona Sur (S. Martín de Porres) 1960 1960 139 2780 CO_11_03 Obra Social Cordobesa de Huertos Familiares 1959 1959 44 352 CO_11_04 Viviendas en Zona Sur (para CICUSA) 1960 1963 4 112 CO_11_05 Viviendas en Zona Sur (“El Caracol”) 1960 1963 4 126 CO_11_06 Viviendas en la barriada Miraflores 1956 1960 15 240 CO_11_09 Viviendas en Zona Sur (C/ Úbeda y C/ Jaén) 1960 1960 15 150 CO_11_10 Viviendas en Zona Sur (C/ Úbeda y C/ Algeciras) 1962 1965 9 172 CO_11_15 Viviendas en Zona Sur (C/ Jaén) 1961 1965 6 120 CO_11_17 Viviendas en Avda. de Granada 1965 1965 5 140 CO_11_19 Viviendas en Zona Sur (“Virgen del Carmen”) 1963 1965 10 280 CO_16_05 Viviendas en Polígono Levante 1967 1970 11 209 CO_16_50 Polígono Levante (Coop. Viv. La Santa Fe) 1969 1981 10 176 CO_17_01 Polígono Levante (Coop. Viv. La Santa Fe) 1966 1968 15 270 CO_20_02 Viviendas en Avda. Carlos III 1966 1968 10 280 CO_29_11 Viviendas en Camino de la Cruz de Juárez (Coop. Viv. La Santa Fe) 1961 1962 4 188 CO_35_01 Huerta Figueroa 1968 1970 108 2052 CO_38_18 Viviendas en Ctra. de Trassierra 1968 1969 12 180 CO_45_01 Viviendas para RUMASA en Avda. del Aeropuerto 1970 1972 9 252 CO_45_02 Viviendas para RUMASA en Avda. del Aeropuerto 1968 1968 10 280 CO_48_01 Huerta de la Marquesa 1968 1969 25 791 CO_50_07 Viviendas en terrenos contiguos al parque municipal Cruz Conde 1967 1969 24 426 CO_50_08 Viviendas en terrenos contiguos al parque municipal Cruz Conde 1970 1972 8 200 CO_50_09 Parque Cruz Conde (Camino de las Abejorreras) 1971 1974 7 104 CO_50_10 Parque Cruz Conde (Ctra. Granja del Estado) 1965 1967 17 317 En las Fig. 5.6, Fig. 5.7 y Fig. 5.8 se muestra por este orden, el número de promociones, bloques y viviendas sociales construidos entre 1951 y 1980, según la fase de definición a la que correspondan (fase de identificación y niveles de detalle 1 y 2). Entre el parque residencial abarcado por la muestra definida con nivel de detalle 1 - promoción y el grupo de viviendas que se ha seleccionado para su definición con nivel de detalle 2 - bloque, encontramos una tendencia de crecimiento normalizado similar (R2=0,98) (Fig. 5.9). Esto demuestra que se ha seleccionado un número de casos proporcional al total edificado en cada década del período de estudio, atendiendo a la representatividad de los mismos. 5| CASO DE ESTUDIO 135 Fig. 5.6. Número de promociones de vivienda social identificadas y definidas con nivel de detalle 1 y 2 según su década de construcción. Fig. 5.7. Número de bloques de vivienda social identificados y definidos con nivel de detalle 1 y 2 según su década de construcción. Fig. 5.8. Número de viviendas sociales identificadas y definidas con nivel de detalle 1 y 2 según su década de construcción. 1951-1960 1961-1970 1971-1980 Total Fase de identificación 13 95 124 232 Nivel de detalle 1 841 36 85 Nivel de detalle 2 617 831 0 50 100 150 200 250 Nº de promociones 1951-1960 1961-1970 1971-1980 Total Fase de identificación 279 670 750 1699 Nivel de detalle 1 256 559 566 1381 Nivel de detalle 2 227 278 276 781 0 500 1000 1500 2000 Nº de bloques 1951-1960 1961-1970 1971-1980 Total Fase de identificación 4367 12211 13501 30079 Nivel de detalle 1 4138 10515 10273 24926 Nivel de detalle 2 3834 5892 4861 14587 0 10000 20000 30000 40000 Nº de viviendas 5| CASO DE ESTUDIO 136 Fig. 5.9. Crecimiento normalizado del número de casos analizados con nivel de detalle 1 y 2 por década de construcción. A continuación, las promociones de vivienda social seleccionadas se definen a través de las correspondientes escalas de aproximación (promoción y bloque) con nivel de detalle N2, almacenando la siguiente información: ▪ A escala de promoción: + Datos generales: • Código de identificación (heredado de la base de datos de nivel 1). • Promotora. • Constructora. • Arquitecto. • Régimen de las viviendas sociales. • Año de proyecto. • Año de construcción. • Número de bloques de vivienda social. • Número de viviendas. • Fuente de información. + Definición de la estructura: • Código de identificación (heredado de la base de datos de nivel 1). • Tipo y material de la cimentación. • Tipo y material de la estructura vertical. • Tipo y composición de la estructura horizontal. • Composición de la solera, si la hubiera. R² = 0,98 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 Nº de viviendas con nivel de detalle 2 Nº de viviendas con nivel de detalle 1 5| CASO DE ESTUDIO 137 ▪ A escala de bloque: + Datos generales del bloque: • Código de identificación (heredado de la base de datos de nivel 1). • Referencia catastral. • Número de viviendas. • Superficie útil de uso residencial en el bloque. • Consumo de ACS calculado según CTE DB HE4. • Altura libre de planta baja. • Altura libre de planta tipo. + Definición del sistema constructivo de cubierta. • Código de identificación (heredado de la base de datos de nivel 1). • Tipo de cubierta (plana o inclinada). • Composición de la cubierta. • Existencia de aislamiento térmico. • Tipo de impermeabilizante, si existiera. • Tipo de cámara de aire, si existiera. • Número de viviendas en contacto con la cubierta. • Superficie de envolvente térmica de la cubierta. • Transmitancia térmica de la cubierta. • Limitación de transmitancia térmica de la cubierta según CTE DB HE1. • Masa superficial de la cubierta. + Definición del sistema constructivo de suelo en contacto con el aire exterior • Código de identificación (heredado de la base de datos de nivel 1). • Composición del suelo en contacto con el aire exterior, si existiera. • Existencia de aislamiento térmico. • Número de viviendas con suelo en contacto con el aire exterior. • Superficie de la envolvente térmica del suelo en contacto con el aire exterior. • Transmitancia térmica del suelo en contacto con el aire exterior. • Limitación de transmitancia térmica del suelo en contacto con el aire exterior según CTE DB HE1. • Masa superficial del suelo en contacto con el aire exterior. + Definición del sistema constructivo de suelo en contacto con el terreno: • Código de identificación (heredado de la base de datos de nivel 1). • Composición del suelo en contacto con el terreno, si existiera. • Existencia de aislamiento térmico. • Profundidad del suelo en contacto con el terreno con respecto al nivel de la calle. • Perímetro del suelo en contacto con el terreno. • Número de viviendas con suelo en contacto con el terreno. • Superficie de la envolvente térmica del suelo en contacto con el terreno. 5| CASO DE ESTUDIO 138 + Definición del sistema constructivo de suelo en contacto con espacio no habitable: • Código de identificación (heredado de la base de datos de nivel 1). • Composición de la partición vertical en contacto con espacio no habitable. • Existencia de aislamiento térmico. • Número de viviendas con particiones verticales en contacto con espacio no habitable. • Superficie de la envolvente térmica de la partición vertical en contacto con espacio no habitable. • Transmitancia térmica de la partición vertical en contacto con espacio no habitable • Limitación de transmitancia térmica de la partición vertical en contacto con espacio no habitable según CTE DB HE1. + Definición del sistema constructivo de suelo en contacto con espacio no habitable superior: • Código de identificación (heredado de la base de datos de nivel 1). • Composición del forjado en contacto con espacio no habitable superior, si existiera. • Uso del espacio no habitable. • Existencia de aislamiento térmico. • Número de viviendas con forjado en contacto con espacio no habitable superior. • Superficie de la envolvente térmica del forjado en contacto con espacio no habitable superior. • Transmitancia térmica del forjado en contacto con espacio no habitable superior. • Limitación de transmitancia térmica del forjado con espacio no habitable superior según CTE DB HE1. + Definición del sistema constructivo de suelo en contacto con espacio no habitable inferior: • Código de identificación (heredado de la base de datos de nivel 1). • Composición del forjado en contacto con espacio no habitable inferior, si existiera. • Uso del espacio no habitable. • Existencia de aislamiento térmico. • Número de viviendas con forjado en contacto con espacio no habitable inferior. • Superficie de la envolvente térmica del forjado en contacto con espacio no habitable inferior. • Transmitancia térmica del forjado en contacto con espacio no habitable inferior. • Limitación de transmitancia térmica del forjado con espacio no habitable inferior según CTE DB HE1. + Definición del sistema constructivo de fachada: • Código de identificación (heredado de la base de datos de nivel 1). • Composición de la fachada: _ Tipo de fachada (una hoja/doble hoja). _ Material de composición de cada hoja. _ Existencia de aislamiento térmico y tipo. • Transmitancia térmica de cada tipo de fachada. • Limitación de la transmitancia térmica de fachada según CTE DB HE1. • Masa superficial de cada tipo de fachada. • Superficie de fachada por orientación según CTE DB HE1 Apéndice A. + Definición del sistema constructivo de huecos: 5| CASO DE ESTUDIO 139 • Código de identificación (heredado de la base de datos de nivel 1). • Tipo de vidrio. • Tipo de carpintería. • Transmitancia térmica de la carpintería. • Transmitancia térmica del vidrio. • Factor solar de los vidrios. • Tipo de hueco: _ Número de unidades _ Dimensiones del hueco. _ Dimensiones del retranqueo. _ Existencia de protección solar y tipo (persiana, voladizo, lamas). • Orientación según CTE DB HE1 Apéndice A. La base de datos con los casos de estudio definidos con nivel de detalle 2 - bloque recoge un total de 55200 registros. La información con la que se ha completado dicha base de datos se ha obtenido mediante la consulta de expedientes relativos a los proyectos originales de los casos de estudio, disponibles bajo autorización en el Archivo Municipal de Córdoba [10]. Para facilitar la labor de búsqueda de los proyectos originales, se recogen en las Tabla 5.6, Tabla 5.7 y Tabla 5.8 los expedientes consultados. La consulta de la base de datos se facilita a través de una plataforma digital, disponible para su descarga [14]. 5| CASO DE ESTUDIO 140 Tabla 5.6. Relación de proyectos originales consultados en el Archivo Histórico Municipal de Córdoba (Parte 1/3). Código Año Caja Exp. Definición CO_04_01 1972 7614 004 Edificaciones complementarias del proyecto de 862 viviendas 1972 7617 001 1104 viviendas grupo II, 3ª categoría. Edificaciones complementarias y urbanización CO_05_01 1970 1922 001 Proyecto de 603 viviendas y urbanización interior CO_05_02 1969 8073 002 42 viviendas de protección oficial en la parcela II-19 1980 8209 004 32 viviendas de protección oficial en la parcela II-22 1980 8209 005 32 viviendas de protección oficial en la parcela XV-92 1981 8261 003 56 viviendas de protección oficial en la parcela II-16 1981 8288 006 24 viviendas de protección oficial en la parcela IX-68 1981 8288 007 24 viviendas de protección oficial en la parcela IX-69 1981 8288 008 24 viviendas de protección oficial en la parcela IX-71 1981 8288 009 60 viviendas de protección oficial en la parcela XIII-72 CO_05_05 1965 0678 007 494 viviendas y locales comerciales y urbanización CO_05_06 1965 0678 008 1700 viviendas, urbanización y Edif. Compl. (fase 1ª 504 viviendas y locales comerciales) CO_05_08 1974 7750 001 146 viviendas subvencionadas en el Barrio de la la Paz ("La Fuensanta") CO_05_09 1961 1333 003 150 viviendas subvencionadas en la parcela 14 de la Zona Sur CO_07_01 1962 0626 038 20 viviendas acogidas a la legislación de Vivienda "Subvencionada" CO_11_01 1960 0601 003 Proyecto y dirección facultativa de 40 viviendas subvencionadas 1961 0613 001 Proyecto de 20 viviendas subvencionadas en solar de la parcela 6. Bloque A 1961 0613 002 Proyecto de 20 viviendas subvencionadas en solar de la parcela 6. Bloque B 1961 0613 003 Proyecto de 20 viviendas subvencionadas en solar de la parcela 6. Bloque C 1961 0613 004 Proyecto de 20 viviendas subvencionadas en solar de la parcela 6. Bloque D 1961 0613 005 Proyecto de 20 viviendas subvencionadas en solar de la parcela 6. Bloque E 1961 0613 006 Proyecto de 20 viviendas subvencionadas en solar de la parcela 6. Bloque F 1961 0613 007 Proyecto de 20 viviendas subvencionadas en solar de la parcela 6. Bloque G 1961 0613 008 Proyecto de 20 viviendas subvencionadas en solar de la parcela 6. Bloque H 1961 0615 003 100 viviendas subvencionadas y locales comerciales 1962 0627 016 Proyecto de 20 viviendas subvencionadas en solar de la parcela 11. Bloque A 1962 0627 017 Proyecto de 20 viviendas subvencionadas en solar de la parcela 11. Bloque B 1962 0627 018 Proyecto de 20 viviendas subvencionadas en solar de la parcela 11. Bloque C 1962 0627 019 Proyecto de 20 viviendas subvencionadas en solar de la parcela 11. Bloque D 1962 0627 020 Proyecto de 20 viviendas subvencionadas en solar de la parcela 11. Bloque E 1962 0628 001 Proyecto de 20 viviendas subvencionadas en solar de la parcela 11. Bloque F 1962 0628 002 Proyecto de 20 viviendas subvencionadas en solar de la parcela 11. Bloque G 1962 0628 003 Proyecto de 20 viviendas subvencionadas en solar de la parcela 11. Bloque H 1963 0644 018 Proyecto de 20 viviendas subvencionadas en solar de la parcela 11. Bloque I 1962 0628 010 Proyecto de 80 viviendas subvencionadas en solar de la parcela B 1962 0628 011 Proyecto de 120 viviendas subvencionadas en solar de la parcela A 1959 - - 520 viviendas. Huertos Familiares CO_11_03 1957 0592 002 520 viviendas. Huertos Familiares CO_11_04 1960 0615 002 520 viviendas y locales comerciales para CICUSA. Parcela A CO_11_05 1960 0601 005 182 viviendas de tercera categoría. Tipos B, C y D y 20 locales comerciales CO_11_06 1956 6366 001 240 viviendas en la barriada de Miraflores CO_11_09 1961 0615 001 50 viviendas subvencionadas entre C/ Úbeda y C/ Jaén 1961 0615 003 100 viviendas subvencionadas y locales comerciales en C/ Úbeda CO_11_10 1962 0628 004 172 viviendas subvencionadas y 8 locales comerciales en C/ Úbeda y C/ Algeciras CO_11_15 1961 0612 031 143 viviendas subvencionadas y local comercial en C/ Jaén CO_11_17 1965 0670 006 84 viviendas subvencionadas y locales comerciales en la Ctra. de Granada 1965 0670 007 28 viviendas subvencionadas y locales comerciales en la Ctra. de Granada 1965 0670 008 28 viviendas subvencionadas y locales comerciales en la Ctra. de Granada 1966 1748 004 140 viviendas subvencionadas y locales comerciales en la Avda. Carlos III 5| CASO DE ESTUDIO 141 Tabla 5.7. Relación de proyectos originales consultados en el Archivo Histórico Municipal de Córdoba (Parte 2/3). Código Año Caja Exp. Definición CO_11_19 1963 0644 019 290 viviendas subvencionadas y locales comerciales. CICUSA. CO_16_05 1968 1843 004 19 viviendas subvencionadas y locales comerciales en el Polígono de Levante 1971 1962 001 42 viviendas y locales comerciales en el Polígono de Levante CO_16_50 1969 1883 006 176 viviendas subvencionadas y locales comerciales en el Polígono de Levante CO_17_01 1965 1753 010 19 viviendas subvencionadas y local comercial en el Polígono de Levante 1965 1754 010 16 viviendas subvencionadas y local comercial en C/ Fenicia. Solar F CO_20_02 1966 1748 003 140 viviendas subvencionadas y locales comerciales en la Avda. Carlos III CO_29_11 1961 0604 060 48 viviendas subvencionadas en el Camino de la Cruz de Juárez 1962 0618 032 48 viviendas subvencionadas en el Camino de la Cruz de Juárez 1963 0642 026 52 viviendas subvencionadas y locales comerciales en la Huerta de San Rafael CO_35_01 1968 1830 002 114 viviendas subvencionadas y locales comerciales (Huerta Figueroa). Parcela 1 1968 1830 003 19 viviendas subvencionadas y locales comerciales (Huerta Figueroa). Parcela 10 1968 1830 004 19 viviendas subvencionadas y locales comerciales (Huerta Figueroa). Parcela 11 1968 1830 005 19 viviendas subvencionadas y locales comerciales (Huerta Figueroa). Parcela 12 1968 1830 006 114 viviendas subvencionadas y locales comerciales (Huerta Figueroa). Parcela 3 1968 1830 007 114 viviendas subvencionadas y locales comerciales (Huerta Figueroa). Parcela 4 1968 1831 001 114 viviendas subvencionadas y locales comerciales (Huerta Figueroa). Parcela 5 1968 1831 002 209 viviendas subvencionadas y locales comerciales (Huerta Figueroa). Parcela 6 1968 1831 003 19 viviendas subvencionadas y locales comerciales (Huerta Figueroa). Parcela 7 1968 1831 004 95 viviendas subvencionadas y locales comerciales (Huerta Figueroa). Parcela 14 1968 1832 004 19 viviendas subvencionadas y locales comerciales (Huerta Figueroa). Parcela 8 1968 1832 005 19 viviendas subvencionadas y locales comerciales (Huerta Figueroa). Parcela 9 1968 1834 001 19 viviendas subvencionadas y locales comerciales (Huerta Figueroa). Parcela 13 1968 1841 003 1045 viviendas subvencionadas y locales comerciales (Huerta Figueroa) CO_38_11 1969 1871 010 16 viviendas y locales comerciales en Ctra. de Trassierra CO_38_18 1968 1823 001 20 viviendas subvencionadas y locales comerciales en Ctra. de Trassierra 1968 1846 003 15 viviendas subvencionadas y locales comerciales en Ctra. de Trassierra CO_38_25 1967 1789 001 87 viviendas en Ctra. de Trassierra (Margaritas) CO_45_01 1970 1917 002 140 viviendas de renta limitada Grupo I y locales comerciales para RUMASA CO_45_02 1970 1917 004 112 viviendas de renta limitada Grupo I y locales comerciales para RUMASA CO_48_01 1968 1832 001 30 viviendas de renta limitada Grupo I y locales comerciales en la Huerta de la Marquesa 1969 1879 002 30 viviendas de renta limitada Grupo I y locales comerciales en la Huerta de la Marquesa 1975 7729 003 96 viviendas de renta limitada Grupo I y sótanos en la Huerta de la Marquesa 1969 1879 005 96 viviendas de renta limitada Grupo I en la Huerta de la Marquesa 1969 1916 004 32 viviendas de renta limitada Grupo I en la Huerta de la Marquesa 1970 1879 001 32 viviendas de renta limitada Grupo I en la Huerta de la Marquesa 1970 1915 001 32 viviendas de renta limitada Grupo I en la Huerta de la Marquesa 1970 1915 003 32 viviendas de renta limitada Grupo I en la Huerta de la Marquesa 1970 1915 004 32 viviendas de renta limitada Grupo I en la Huerta de la Marquesa 1970 1916 001 32 viviendas de renta limitada Grupo I en la Huerta de la Marquesa 1970 1916 002 32 viviendas de renta limitada Grupo I en la Huerta de la Marquesa 1970 1916 003 32 viviendas de renta limitada Grupo I en la Huerta de la Marquesa 1969 1916 004 160 viviendas de renta limitada Grupo I en la Huerta de la Marquesa 1975 7669 001 28 viviendas de renta limitada Grupo I en la Huerta de la Marquesa 1973 7669 002 28 viviendas de renta limitada Grupo I en la Huerta de la Marquesa 1973 7729 001 28 viviendas de renta limitada Grupo I en la Huerta de la Marquesa 5| CASO DE ESTUDIO 142 Tabla 5.8. Relación de proyectos originales consultados en el Archivo Histórico Municipal de Córdoba (Parte 3/3). Código Año Caja Exp. Definición CO_50_07 1967 1793 001 20 viviendas subvencionadas. Bloque B. Parque Municipal Cruz Conde 1967 1793 002 18 viviendas subvencionadas. Bloque C. Parque Municipal Cruz Conde 1967 1793 003 20 viviendas subvencionadas. Bloque A. Parque Municipal Cruz Conde 1967 1797 001 16 viviendas subvencionadas. Bloque F. Parque Municipal Cruz Conde 1967 1797 002 20 viviendas subvencionadas. Bloque E. Parque Municipal Cruz Conde 1967 1797 003 16 viviendas subvencionadas. Bloque G. Parque Municipal Cruz Conde 1967 1797 004 20 viviendas subvencionadas. Bloque D. Parque Municipal Cruz Conde 1967 1797 005 20 viviendas subvencionadas. Bloque H. Parque Municipal Cruz Conde 1968 1836 001 16 viviendas subvencionadas. Bloque I. Parque Municipal Cruz Conde 1968 1836 002 16 viviendas subvencionadas. Bloque J. Parque Municipal Cruz Conde 1968 1837 001 16 viviendas subvencionadas. Bloque K. Parque Municipal Cruz Conde 1968 1837 002 16 viviendas subvencionadas. Bloque L. Parque Municipal Cruz Conde 1968 1837 003 16 viviendas subvencionadas. Bloque M. Parque Municipal Cruz Conde 1968 1837 004 16 viviendas subvencionadas. Bloque N. Parque Municipal Cruz Conde 1968 1837 005 18 viviendas subvencionadas. Bloque O. Parque Municipal Cruz Conde 1968 1838 001 18 viviendas subvencionadas. Bloque P. Parque Municipal Cruz Conde 1968 1838 002 18 viviendas subvencionadas. Bloque Q. Parque Municipal Cruz Conde 1968 1838 003 16 viviendas subvencionadas. Bloque R. Parque Municipal Cruz Conde 1968 1838 004 18 viviendas subvencionadas. Bloque S. Parque Municipal Cruz Conde 1968 1838 005 20 viviendas subvencionadas. Bloque T. Parque Municipal Cruz Conde 1968 1839 001 16 viviendas subvencionadas. Bloque U. Parque Municipal Cruz Conde 1968 1839 002 18 viviendas subvencionadas. Bloque V. Parque Municipal Cruz Conde 1968 1839 003 18 viviendas subvencionadas. Bloque X. Parque Municipal Cruz Conde 1968 1839 004 20 viviendas subvencionadas. Bloque Y. Parque Municipal Cruz Conde CO_50_08 1970 1919 003 28 viviendas y locales comerciales. Bloque 6. Terrenos contiguos al Parque Cruz Conde 1970 1919 004 16 viviendas y locales comerciales. Bloque 7. Terrenos contiguos al Parque Cruz Conde 1970 1919 005 16 viviendas y locales comerciales. Bloque 8. Terrenos contiguos al Parque Cruz Conde 1970 1920 001 28 viviendas y locales comerciales. Bloque 2. Terrenos contiguos al Parque Cruz Conde 1970 1920 002 28 viviendas y locales comerciales. Bloque 5. Terrenos contiguos al Parque Cruz Conde 1970 1920 003 28 viviendas y locales comerciales. Bloque 1. Terrenos contiguos al Parque Cruz Conde 1970 1920 004 28 viviendas y locales comerciales. Bloque 3. Terrenos contiguos al Parque Cruz Conde 1970 1920 005 28 viviendas y locales comerciales. Bloque 4. Terrenos contiguos al Parque Cruz Conde CO_50_09 1971 1928 004 31 viviendas subvencionadas y locales comerciales. Bloque E. Parque Municipal Cruz Conde 1971 1928 005 31 viviendas subvencionadas y locales comerciales. Bloque F. Parque Municipal Cruz Conde 1972 7612 006 16 viviendas subvencionadas y locales comerciales. Bloque C. Parque Municipal Cruz Conde 1972 7612 007 12 viviendas subvencionadas y locales comerciales. Bloque B. Parque Municipal Cruz Conde 1972 7612 008 16 viviendas subvencionadas y locales comerciales. Bloque A. Parque Municipal Cruz Conde 1973 7688 005 16 viviendas subvencionadas y locales comerciales. Bloque G. Parque Municipal Cruz Conde 1973 7688 006 16 viviendas subvencionadas y locales comerciales. Bloque F. Parque Municipal Cruz Conde 1973 7689 001 16 viviendas subvencionadas y locales comerciales. Bloque D. Parque Municipal Cruz Conde 1973 7689 002 16 viviendas subvencionadas y locales comerciales. Bloque E. Parque Municipal Cruz Conde 1973 7689 004 16 viviendas subvencionadas y locales comerciales. Bloque A. Parque Municipal Cruz Conde 1973 7689 005 12 viviendas subvencionadas y locales comerciales. Bloque B. Parque Municipal Cruz Conde CO_50_10 1965 0671 001 19 viviendas de renta limitada subvencionadas y local comercial Ctra. de Casillas. Exp. 26 1965 0671 002 19 viviendas de renta limitada subvencionadas y local comercial Ctra. de Casillas. Exp. 27 1965 0671 003 19 viviendas de renta limitada subvencionadas y local comercial Ctra. de Casillas. Exp. 25 1965 0671 004 19 viviendas de renta limitada subvencionadas y local comercial Ctra. de Casillas. Exp. 29 1965 0671 005 19 viviendas de renta limitada subvencionadas y local comercial Ctra. de Casillas. Exp. 28 1965 0671 006 19 viviendas de renta limitada subvencionadas y local comercial Ctra. de Casillas. Exp. 33 1965 0671 007 19 viviendas de renta limitada subvencionadas y local comercial Ctra. de Casillas. Exp. 32 1965 0671 008 19 viviendas de renta limitada subvencionadas y local comercial Ctra. de Casillas. Exp. 24 6| APROXIMACIÓN ARQUITECTÓNICA, CONSTRUCTIVA Y ENERGÉTICA 245 Bibliografía [ 1 ] De La-Hoz R. La vivienda social. Arquitectura 1962, 39. [ 2 ] Quantum GIS. v2.18.16 [Windows]. [Último acceso: 03/08/2019]. URL: https://www.qgis.org/es/site/ [ 3 ] Sede Electrónica del Catastro [internet]. Dirección General del Catastro. Secretaría de Estado de Hacienda. Ministerio de Hacienda y Función Pública. Gobierno de España [Último acceso: 22/01/19]. URL: https://www.sedecatastro.gob.es/ [ 4 ] Qgis2web [Windows]. QGIS Python Plugins Repository. [Último acceso: 03/08/2019]. URL: https://plugins.qgis.org/plugins/qgis2web/ [ 5 ] Plataforma SIG [internet]. SIG de caracterización arquitectónica de promociones de vivienda social. Más info. URL: https://hdvirtual.us.es/discovirt/index.php/s/onQFbAR8W8TsmZ4. Contraseña: sigcordoba. [ 6 ] Catálogo de Elementos Constructivos del CTE [internet]. [Último acceso: 03/08/2019]. 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URL: https://www.codigotecnico.org/images/stories/pdf/ahorroEnergia/20170202-DOC-DB-HE-0-Climas de referencia.pdf [ 11 ] Real Decreto 235/2013, de 5 de abril, por el que se aprueba el procedimiento básico para la certificación de la eficiencia energética de los edificios. BOE 89, de 13 de abril de 2013, pp. 27548-27562. [ 12 ] Plataforma SIG [internet]. SIG de caracterización energética de promociones de vivienda social. Más info. URL: https://hdvirtual.us.es/discovirt/index.php/s/onQFbAR8W8TsmZ4. Contraseña: sigcordoba. 6| APROXIMACIÓN ARQUITECTÓNICA, CONSTRUCTIVA Y ENERGÉTICA 246 7|EVALUACIÓN ENERGÉTICA DEL ESTADO ACTUAL DE LAS PROMOCIONES DE VIVIENDA SOCIAL 7| EVALUACIÓN ENERGÉTICA DEL ESTADO ACTUAL 248 7| EVALUACIÓN ENERGÉTICA DEL ESTADO ACTUAL 249 7EVALUACIÓN ENERGÉTICA DEL ESTADO ACTUAL DE LAS PROMOCIONES DE VIVIENDA SOCIAL En el presente capítulo se abordará la evaluación del estado actual de los casos de estudio seleccionados para su análisis con nivel de detalle 3, vivienda. Para ello, se acometerán labores de recogida de datos in situ y monitorización de parámetros ambientales y de consumo energético, así como encuestas sobre hábitos de uso y ocupación de los usuarios de las viviendas analizadas. Todo ello servirá de base para la generación y el ajuste de modelos energéticos de simulación de los casos de estudio, que se utilizarán en el posterior análisis del potencial de mejora que presentan estas edificaciones, desde el punto de vista de las condiciones interiores de bienestar térmico. 7| EVALUACIÓN ENERGÉTICA DEL ESTADO ACTUAL 250 7.1 Caracterización y diagnosis de promociones de vivienda social con nivel de detalle 3 - vivienda Previo a la realización de cualquier actuación de mejora energética en la envolvente térmica de los edificios residenciales analizados, es necesario desarrollar un estudio del comportamiento energético de los mismos, así como conocer en qué condiciones de habitabilidad se encuentran los usuarios de las viviendas, con objeto de establecer el punto de partida y el potencial de mejora que se podría obtener interviniendo en ellos. Una adecuada caracterización energética conlleva, por un lado, un estudio de las condiciones de contorno, mediante el conocimiento de la composición constructiva de la envolvente térmica de los edificios analizados y su influencia en el balance energético, así como un estudio de las condiciones interiores, mediante la monitorización de parámetros ambientales y energéticos en el interior de los espacios habitables, bajo la influencia de las condiciones climáticas exteriores y las cargas internas derivadas del uso de equipos y de los hábitos energéticos y de ocupación de los usuarios. En el presente apartado se expone el proceso de toma de datos y medidas en los casos de estudio analizados con un nivel de detalle 3, vivienda, con objeto de llevar a cabo la caracterización energética y la evaluación de las condiciones de habitabilidad en los mismos. 7.1.1. Ensayos in situ Para llevar a cabo una adecuada caracterización energética de los casos de estudio, se desarrollan una serie de medidas en las viviendas monitorizadas: 1) un estudio termográfico, 2) un ensayo de presurización y despresurización, y 3) una campaña de monitorización de variables ambientales y de consumo energético. Asimismo, se realizan encuestas a los usuarios de las viviendas acerca de sus horarios de ocupación y hábitos energéticos. Estudio termográfico Para conocer el comportamiento energético de la fachada se lleva a cabo un estudio termográfico que permite evaluar la homogeneidad térmica de este elemento de la envolvente de los edificios analizados, así como detectar puntos por donde tengan lugar pérdidas energéticas. Las imágenes termográficas se toman con una cámara FLIR ThermaCAM B4. En dichas imágenes quedan visibles patologías higrotérmicas o puentes térmicos existentes en la fachada, tales como: marcos de ventana y cajas de persiana interiores (Parque Figueroa y Parque Cruz Conde) (Fig. 7.1 b y Fig. 7.1 c); elementos estructurales, como pilares (Parque Figueroa y Parque Cruz Conde) (Fig. 7.1 b y Fig. 7.1 c), frentes de forjado (todos los casos) (Fig. 7.1), y vigas (Parque Figueroa) (Fig. 7.1b); elementos de albañilería, como las yagas de mortero del muro de fábrica (todos los casos) (Fig. 7.1). Estos elementos se hacen visibles en base a un mapa de color basado en la temperatura superficial de las fachadas analizadas. En la Tabla 7.1 se muestran las condiciones ambientales interiores y exteriores del día en el que se llevó a cabo el estudio termográfico. 7| EVALUACIÓN ENERGÉTICA DEL ESTADO ACTUAL 251 (a) (b) (c) Fig. 7.1. Termografía infrarroja: (a) Santuario; (b) Parque Figueroa; (c) Parque Cruz Conde. Tabla 7.1. Condiciones ambientales registradas durante el estudio de termografía infrarroja. Temperatura exterior (ºC) Temperatura interior (ºC) Mínima (ºC) Media (ºC) Máxima (ºC) Santuario Parque Figueroa Parque Cruz Conde Dormitorio Salón Dormitorio Salón Dormitorio Salón 7 a. m. 6 6,5 7 17,80 18,60 19,65 21,85 20,70 19,55 8 a. m. 6,4 8,2 10 17,40 18,40 19,50 21,75 20,70 19,35 9 a. m. 9,9 11,2 13,6 17,85 18,25 19,35 21,70 20,60 19,30 Estanqueidad al aire Para conocer el nivel de permeabilidad al aire de las fachadas analizadas, se desarrolla un ensayo de presurización y despresurización en las viviendas monitorizadas siguiendo el protocolo establecido en ISO 9972:2006 [ 1 ]. Este ensayo se realiza con un equipo BlowerDoor, que se instala en la puerta principal de la vivienda (Fig. 7.2) y que, tras el sellado de las particiones interiores para aislar el local que toma parte en cada ensayo (ya sea la vivienda completa, el salón o el dormitorio), se lleva a cabo el test, controlando el equipo desde el interior de la vivienda. 7| EVALUACIÓN ENERGÉTICA DEL ESTADO ACTUAL 252 (a) (b) (c) Fig. 7.2. Ensayo de estanqueidad al aire con BlowerDoor: (a) Santuario; (b) Parque Figueroa; (c) Parque Cruz Conde. En los tres casos de estudio, las ventanas originales han sido reemplazadas por ventanas de aluminio de hoja corredera. En Santuario y Parque Cruz Conde, las ventanas de la cocina no son estancas. En Santuario, la parte superior de la ventana de la cocina está formada por lamas verticales de vidrio que hace que no sea completamente estanca. En Parque Cruz Conde, la ventana de la cocina ocupa toda la fachada de dicho local y es atravesada por el conducto de extracción de humos, creando un punto de debilidad energética importante. Además, es reseñable la superficie de hueco en fachada de los salones de Parque Figueroa y Parque Cruz Conde, de 42% y 50% respectivamente. Tabla 7.2. Resultados del ensayo de estanqueidad. Santuario Parque Figueroa Parque Cruz Conde Vivienda Dormitorio Salón Vivienda Dormitorio Salón Vivienda Dormitorio Salón V50* 1948,3 179,3 227,1 1703,0 87,2 861,0 1873,7 74,3 389,3 n50* 13,3 7,2 5,8 14,7 3,9 19,8 13,7 4,1 9,4 ACH 0,67 0,36 0,29 0,73 0,19 0,99 0,69 0,21 0,47 (*) V50: tasa de infiltración a 50 Pa (m3/h); n50: renovaciones por hora a 50 Pa (h-1) Atendiendo a las categorías establecidas en la norma UNE-EN ISO 52016-1:2017 [ 2 ], el nivel de estanqueidad en las viviendas es bajo. Analizando los valores medidos en los locales monitorizados, se observa, por un lado, que los dormitorios y el salón de Santuario son muy estancos, y, por otro lado, el salón de Parque Cruz Conde muestra un nivel de estanqueidad medio y el salón de Parque Figueroa es muy permeable (Tabla 7.2). Las tasas de infiltraciones obtenidas bajo 50 Pa (n50) de presión en las viviendas son superiores a las observadas en otras viviendas construidas con anterioridad a 1979 en España [ 3 ]. 7| EVALUACIÓN ENERGÉTICA DEL ESTADO ACTUAL 253 Monitorización La campaña de monitorización fue llevada a cabo de acuerdo con el procedimiento descrito en UNE-EN ISO 7726:2002 [ 4 ], y siguiendo las pautas ya adoptadas en trabajos previos [ 5 ]. La duración de la campaña de monitorización tuvo lugar desde junio de 2015 hasta diciembre de 2016. Cada vivienda fue sometida a las medidas de variables ambientales durante periodos de tiempo no simultáneos por este orden: la vivienda de Santuario estuvo monitorizada desde el 1 de junio de 2015 hasta el 31 de marzo de 2016; la vivienda de Parque Figueroa estuvo monitorizada desde el 15 de noviembre de 2015 hasta el 31 de diciembre de 2016; y la vivienda de Parque Cruz Conde estuvo monitorizada desde el 12 de abril de 2016 hasta el 31 de diciembre de 2016. En total, se han almacenado 117136 entradas de datos de la vivienda de Santuario, 163552 entradas de datos de la vivienda de Parque Figueroa y 101392 entradas de datos de la vivienda de Parque Cruz Conde. Entre los parámetros monitorizados en las viviendas están la temperatura del aire (Ta, ºC), la humedad relativa (Hr, %) y la concentración de CO2 (CO2, ppm), así como la energía destinada al consumo eléctrico (Ec, kWh), electrodomésticos, equipos de calefacción y refrigeración y dispositivos de consumo general de electricidad. La distribución de los dispositivos registradores de datos de parámetros ambientales, situados en el salón y en el dormitorio principal de cada vivienda, así como la distribución de los medidores de consumo energético asociados al canal/equipo que monitorizan en cada caso, se exponen en las Fig. 7.3, Fig. 7.4 y Fig. 7.5, en los casos de estudio de Santuario, Parque Figueroa y Parque Cruz Conde, respectivamente. Los parámetros ambientales de exterior registrados son la temperatura de bulbo seco (Text, ºC), la humedad relativa (Hr, %), la radiación solar (Rs, W/m2), la velocidad (V, m/s) y la dirección del viento, que se han obtenido mediante su descarga gratuita la base de datos ofrecida por el Servicio Central de Apoyo a la Investigación (SCAI) [ 6 ] de la Universidad de Córdoba (UCO), y han sido contrastados en zonas cercanas a las viviendas monitorizadas con medidas puntuales. Para el análisis del potencial de mejora de los casos de estudio se llevará a cabo un ajuste de los modelos energéticos de simulación con datos horarios. Teniendo en cuenta que la monitorización de parámetros ambientales se realiza cada media hora, y la de consumo energético, cada 15 minutos, se ha considerado suficiente la exactitud de los dispositivos de medida utilizados en la toma de medidas (Tabla 7.3). Tabla 7.3. Número de dispositivos de medida utilizados en cada vivienda monitorizada y precisión. Dispositivo (Int/Ext) Estación meteorológica Datalogger Nº Rango de medida Nº Rango de medida Resolución Precisión Salón Dormitorio Ta/Text (ºC) 1 -40-65 ºC 1 1 -10 ºC - 60 ºC 0.1 ºC ± 0,9 ºC Velocidad y dirección del viento 1 0-180 km/h Hr (%) 1 12-99 % 1 1 5 … 95 % 0,1 % 25 ºC; 10-90% ± 3% Otros: ± 5% CO2 (ppm) 1 1 0-2000 ppm 1 ppm ± 50 ppm ± 5% Total 3 3 3 7| EVALUACIÓN ENERGÉTICA DEL ESTADO ACTUAL 254 Dispositivos de medida de variables ambientales Símbolo Descripción Do Medidor de variables ambientales (dormitorio) Sa Medidor de variables ambientales (salón) Dispositivos de medida de consumo energético Canal Símbolo Electrodoméstico Local Canal 1 C-1 Brasero eléctrico salón Canal 2 C-2 TV, DVD, Split salón Canal 3 C-3 Varios cocina Canal 4 C-4 Split dormitorio Canal 5 C-5 Split dormitorio Canal 6 C-6 Lavadora cocina Canal 7 C-7 Split dormitorio Canal 8 C-8 Desconectado - Canal 9 C-9 Desconectado - Fig. 7.3. Distribución de dispositivos de monitorización en la vivienda de Santuario. Dispositivos de medida de variables ambientales Símbolo Descripción Do Medidor de variables ambientales (dormitorio) Sa Medidor de variables ambientales (salón) Dispositivos de medida de consumo energético Canal Símbolo Electrodoméstico Local Canal 1 C-1 Desconectado - Canal 2 C-2 Split salón Canal 3 C-3 Calentador eléctrico dormitorio Canal 4 C-4 Lavadora cocina Canal 5 C-5 Varios cocina Canal 6 C-6 Horno, microondas cocina Canal 7 C-7 Congelador salón Canal 8 C-8 Ordenador salón Canal 9 C-9 Varios Baño Fig. 7.4. Distribución de dispositivos de monitorización en la vivienda de Parque Figueroa. 7| EVALUACIÓN ENERGÉTICA DEL ESTADO ACTUAL 261 (a) (b) Fig. 7.8. Patrón de usuario de la vivienda de Parque Cruz Conde: (a) invierno y (b) verano. 7| EVALUACIÓN ENERGÉTICA DEL ESTADO ACTUAL 262 En verano (Fig. 7.7 b), los usuarios desocupan la vivienda durante las primeras horas de la mañana y las últimas de la tarde, evitando las altas temperaturas exteriores (Tabla 7.6). La concentración de CO2 medida en ambos locales muestra que la vivienda está más ventilada que en invierno (Fig. 7.7 b). Los valores de temperatura son menores que los registrados en las otras viviendas a razón de un mayor consumo energético (Fig. 7.7 b). Durante la noche, los usuarios hacen uso del split del salón y dejan la puerta que conecta con el dormitorio abierta para aprovechar el enfriamiento en ambos locales (Tabla 7.6). En este caso, existen dos tipos de protección solar, persianas de PVC y toldos (estos últimos se localizan en salón y dormitorio monitorizados), que son utilizados durante las horas centrales del día (Tabla 7.6). Por último, la vivienda de Parque Cruz Conde está ocupada por una persona joven (Tabla 7.4), que según informó en la encuesta, tiene horario laboral de mañana, y lo complementa desarrollando parte de su actividad profesional por la tarde desde casa (Tabla 7.5). Durante el invierno, el usuario abandona la vivienda durante la mañana y regresa a la hora del almuerzo (Tabla 7.5). El nivel de CO2 registrado en el salón muestra que se queda en esa estancia la mayor parte del tiempo (Fig. 7.8 a). Además, mantiene encendido el calentador existente en el salón durante todo el tiempo que lo ocupa (Tabla 7.5). El uso del calentador da lugar a que el usuario abra pocas veces la ventana y a que el nivel de CO2 no descienda por debajo de 750 ppm la mayor parte del tiempo (Fig. 7.8 a). A pesar del uso de este equipo en el salón, la baja estanqueidad de la vivienda (Sección 7.1.1) produce pérdidas energéticas y favorece que las temperaturas interiores se mantengan muy bajas, alrededor de los 17 y 19 ºC (Fig. 7.8 a). La ausencia de datos de consumo energético en el canal de medida ubicado en el dormitorio muestra que no utiliza ningún equipo de calefacción en él (Tabla 7.5), a pesar de que los valores de temperatura rondan los 17 ºC de media en dicho local (Fig. 7.8 a). Durante el verano, los niveles de CO2 descienden bajo los 500 ppm, y se mantienen estables, probablemente porque la vivienda quedó desocupada la mayor parte del tiempo (Fig. 7.8 b). Los valores de temperatura son muy elevados, rondando de media de 30 a 32 ºC (Fig. 7.8 b). El usuario mantiene la ventana abierta la mayor parte del tiempo (Tabla 7.6). El leve descenso que experimenta la temperatura en el salón durante la noche se debe, por un lado, a una mayor superficie de hueco en este local y, por otro lado, a que se mantenga la puerta que éste comparte con la cocina abierta, local en el cual existe un paramento de vidrio en contacto con el exterior que ocasiona numerosas pérdidas energéticas (Sección 7.1.1). Apenas se registran datos de consumo distintos al consumo general de la vivienda (iluminación, electrodomésticos, otros consumos no pormenorizados, etcétera) ya que no existen equipos de refrigeración en este caso de estudio (Tabla 7.6). Al igual que en el caso anterior, la protección solar existente es de dos tipos, persianas de PVC y toldo (éste último únicamente en el salón monitorizado). La persiana es empleada durante toda la mañana hasta media tarde, cubriendo también las horas centrales del día, mientras el toldo se utiliza de forma continua (Tabla 7.6). Temperaturas exteriores En la Fig. 7.9 se presentan los valores promedio mensuales de temperatura exterior obtenidos en la estación meteorológica [ 8 ] durante los años 2015 y 2016, frente a los valores promedio mensuales de temperatura exterior del registro de datos recopilados para un año de referencia en Córdoba extraídos de la base de datos SWEC [ 9 ]. Se observa que los valores obtenidos en la estación meteorológica son en todo caso superiores a los valores del año de referencia (Fig. 7.9). El año 2015 registró valores más elevados de temperatura exterior, resultando 7| EVALUACIÓN ENERGÉTICA DEL ESTADO ACTUAL 263 aproximadamente 4 ºC superiores a los valores de referencia en el mes de abril y agosto, 5 ºC en el mes de junio, y aproximadamente 6 ºC en los meses de mayo y julio (Tabla 7.8). Durante los meses de marzo, septiembre, octubre, noviembre y diciembre, la temperatura registrada es de 1 a 3 ºC mayor que la de referencia (Tabla 7.8). En el año 2016, los valores promedio de temperatura exterior durante los meses fríos (enero, febrero y diciembre) fueron de 2 a 3 ºC superiores a los de referencia, mientras que durante los meses de entretiempo estas diferencias apenas alcanzan 1 ºC en marzo, mayo, octubre y noviembre, y 2 ºC en abril y septiembre (Tabla 7.8). Durante el verano, las temperaturas volvieron a ser de 4 a 5 ºC superiores a las temperaturas de referencia (Tabla 7.8). Se puede afirmar que, en general, la media anual de temperatura exterior registrada en el año 2015 superó los valores de referencia en 2,94 ºC, y que la media anual de temperatura exterior registrada en el año 2016 lo hizo en 2,12 ºC (Tabla 7.8). Fig. 7.9. Valores promedio mensuales de temperatura exterior registrada y monitorizada. Tabla 7.8. Variación de la temperatura exterior monitorizada frente a la temperatura exterior de referencia durante los años monitorizados. ene. feb. mar. abr. may. jun. jul. ago. sep. oct. nov. dic. Año 2015 -0,41 0,20 2,15 3,89 5,72 5,11 6,27 3,57 1,29 2,26 2,26 2,93 Año 2016 3,17 2,15 -0,40 1,98 0,17 4,24 5,12 4,64 2,26 0,01 -0,15 2,28 Temperaturas ambientales interiores en las viviendas El análisis de la temperatura interior se ha realizado diferenciando en cada vivienda objeto de estudio las dependencias analizadas: el dormitorio y el salón. En las Fig. 7.10 -Fig. 7.15 se exponen los valores horarios de temperatura del aire registrados en el interior de los locales monitorizados y los valores de temperatura exterior simultáneos, para los meses de invierno y verano en los que se ha llevado a cabo la medida en cada caso. Para llevar a cabo el análisis de dichos resultados, se han tenido de referencia las condiciones establecidas por el RITE, diferenciando el período de invierno (21-23 ºC) y de verano (23-25 ºC). Temperatura ambiental interior en invierno Para llevar a cabo el análisis de la evolución térmica interior en los locales monitorizados en cada caso de estudio, se han representado en las Fig. 7.10, Fig. 7.11 y Fig. 7.12 los valores horarios de temperatura del aire interior registrados durante el período de invierno frente a los valores de temperatura exterior simultáneos. El período temporal que se ha escogido en cada caso ha variado en función de la duración de la campaña de monitorización y la disponibilidad de datos. Los períodos de pérdida de datos producidos por fallo del sistema 5 10 15 20 25 30 35 ene. feb. mar. abr. may. jun. jul. ago. sep. oct. nov. dic. Temperatura exterior (ºC) Año de referencia (2002) Año 2015 Año 2016 7| EVALUACIÓN ENERGÉTICA DEL ESTADO ACTUAL 264 (alimentación, manipulación del usuario, fallo de conexión, etcétera) quedan vacíos en las figuras. De esta forma, se representan las condiciones interiores durante los meses comprendidos entre diciembre de 2015 y marzo de 2016 (ambos inclusive) en las viviendas de Santuario y Parque Figueroa en las Fig. 7.10 y Fig. 7.11, respectivamente, mientras que sólo se representan las condiciones interiores en la vivienda de Cruz Conde durante el mes de diciembre de 2016 en la Fig. 7.12. En general, se observa una tendencia similar entre los valores de temperatura interior registrados en las tres viviendas, concretamente durante todo el período monitorizado en la vivienda de Santuario (Fig. 7.10) y Parque Cruz Conde (Fig. 7.12), y las primeras semanas de diciembre en la vivienda de Parque Figueroa (Fig. 7.11). Los valores de temperatura del aire interior son frecuentemente bajos en los locales monitorizados, algo que era de esperar en este tipo de edificaciones al carecer de aislamiento térmico. Durante todo el período invernal monitorizado en cada caso, se observan saltos que provocan oscilaciones bruscas en los valores de temperatura. Este tipo de cambios térmicos tienen lugar durante todo el período monitorizado en el salón, y en ocasiones también en el dormitorio, en la vivienda de Santuario (Fig. 7.10), en el salón, durante todo el mes de diciembre, en la vivienda de Parque Cruz Conde (Fig. 7.12), y en ambos locales, casi de forma simultánea, en la vivienda de Parque Figueroa (Fig. 7.11). Este hecho es consecuencia de que en los tres casos se hace un uso esporádico de la calefacción. Según se ha descrito en la Sección 6.4 acerca de los equipos de climatización detectados en cada caso, se utiliza la bomba de calor en el salón en Santuario y Parque Figueroa, y un calentador eléctrico, estufa o similar para calentar el dormitorio en esta última. En concreto, es reseñable en el caso de Parque Figueroa, cómo la subida en la temperatura interior de los locales, aunque es más acusada en el salón, donde se encuentra la bomba de calor utilizada, provoca en menor medida el aumento de los valores registrados en el dormitorio (Fig. 7.11). Todo ello se debe a que el usuario deja la puerta que conecta ambos locales abierta, de forma que puede aprovechar el uso del equipo en ambos espacios. En esta última se aprecia un cambio de tendencia importante entre las tres primeras semanas de diciembre, con periodos en los que la vivienda parece estar desocupada, y la última semana de este mes (Fig. 7.11). También se observa un cambio de tendencia entre los días 11 y 13 de marzo y el período vacacional de Pascua correspondiente a los días 19 a 26 del mismo mes (Fig. 7.11). Esta inestabilidad térmica detectada en los tres casos, junto con la baja estanqueidad detectada en las viviendas (Sección 7.1.1), pone de manifiesto la existencia de pérdidas energéticas a través de la envolvente, provocando que la vivienda no pueda mantener una temperatura interior relativamente estable. En la Tabla 7.9 se ha realizado un resumen de los resultados obtenidos en la monitorización durante el período de invierno en cada caso, extrayendo el valor máximo, mínimo, promedio, desviación estándar y oscilación térmica máxima y mínima diaria de temperatura del aire interior y exterior. Para completar este análisis se ha extraído además el valor máximo y mínimo de temperatura del aire, así como de oscilación térmica, registrada el día en el que la temperatura exterior alcanzó su valor mínimo (día F). En general, las temperaturas mínimas detectadas en las viviendas son bastante bajas, teniendo en cuenta la temperatura de referencia establecida por la normativa de 21 ºC (Tabla 7.9). De hecho, la temperatura interior en las viviendas de Santuario (Fig. 7.10) y Parque Cruz Conde (Fig. 7.12) no superan este valor de temperatura de referencia en el 99% de las horas monitorizadas en cada caso, mientras que en la vivienda de Parque Figueroa se supera este valor en el 60,16% y el 21,44% de las horas monitorizadas en salón y dormitorio respectivamente (Fig. 7.11). 7| EVALUACIÓN ENERGÉTICA DEL ESTADO ACTUAL 265 Tabla 7.9. Valores máximos, mínimos, promedio, desviación estándar y oscilación de temperatura del aire interior y exterior durante el período de invierno y el día más frío registrado (Día F) en las viviendas monitorizadas. Tmáx Tmín Tmed S Tmáx Tmín Día F Tmáx, F Tmín, F TF Santuario Exterior 25,00 0,20 12,74 4,43 18,30 1,50 17/02/2016 14,70 0,20 14,50 Salón 21,90 12,90 17,52 1,43 4,80 1,30 16,75 13,00 3,75 Dormitorio 21,70 12,10 16,47 1,31 6,50 0,35 14,65 12,85 1,80 Parque Figueroa Exterior 25,00 0,20 12,74 4,43 18,30 1,50 17/02/2016 14,70 0,20 14,50 Salón 27,45 16,85 21,40 2,16 8,50 0,70 25,80 18,50 7,30 Dormitorio 23,35 15,15 18,98 1,95 6,80 0,40 20,95 16,70 4,25 Parque Cruz Conde Exterior 22,40 1,50 11,96 4,35 15,50 4,60 31/12/2016 16,10 1,50 14,60 Salón 22,30 14,40 18,25 1,38 3,85 1,15 17,60 14,45 3,15 Dormitorio 20,35 13,90 16,88 1,62 1,50 0,40 15,25 13,90 1,35 Las temperaturas registradas en el interior de los locales descienden hasta los 12,90 ºC y 12,10 ºC en salón y dormitorio de Santuario (Fig. 7.10), hasta los 14,40 ºC y 13,90 ºC en salón y dormitorio de Parque Cruz Conde (Fig. 7.12), y en menor medida, hasta los 16,85 ºC y 15,15 ºC en salón y dormitorio de Parque Figueroa (Fig. 7.11) (Tabla 7.9). Se denota una mayor variabilidad térmica en las viviendas de Santuario (Fig. 7.10) y Parque Figueroa (Fig. 7.11), donde además se ha detectado un mayor empleo de equipos de calefacción, con oscilaciones térmicas diarias máximas de 4,80 ºC y 6,50 ºC, y 8,50 ºC y 6,60 ºC, en salón y dormitorio de sendas viviendas respectivamente, frente a la vivienda de Parque Cruz Conde, con valores de oscilación térmica de 3,85 ºC y 1,50 ºC en salón y dormitorio respectivamente (Fig. 7.12) (Tabla 7.9). De acuerdo con la duración de la campaña de monitorización en cada caso, el día más frío del que se tienen datos medidos de las viviendas de Santuario y Parque Figueroa fue el 17 de febrero de 2016, cuando el valor de temperatura exterior más bajo fue de 0,20 ºC, mientras que, en el caso de Parque Cruz Conde, tuvo lugar el 31 de diciembre de 2016, cuando el valor de temperatura exterior más bajo fue de 1,50 ºC (Tabla 7.9). En esos días en los que la temperatura bajó hasta su valor mínimo, la mínima registrada en los locales monitorizados fue de 13,00 ºC y 12,85 ºC en salón y dormitorio respectivamente de la vivienda de Santuario, de 18,50 ºC y 16,70 ºC en salón y dormitorio respectivamente de la vivienda de Parque Figueroa, y de 14,45 ºC y 13,90 ºC en salón y dormitorio respectivamente de la vivienda de Parque Cruz Conde (Tabla 7.9). Además, la oscilación térmica registrada en el día más frío fue similar (aunque no se trate del mismo día) en las viviendas de Santuario y Parque Cruz Conde, del orden de 3,5 ºC en el salón y 1,5 ºC en el dormitorio de ambos casos, mientras que fue algo mayor en la vivienda de Parque Figueroa, del orden de 7 ºC y 4 ºC en salón y dormitorio respectivamente, frente a la oscilación térmica exterior de 14,50 ºC aproximadamente (Tabla 7.9). El alto valor de infiltraciones medido en el salón de Parque Figueroa (Sección 7.1.1) puede ser consecuencia de la variabilidad térmica de esta vivienda, a pesar de que se realice en ella un uso continuado de los equipos de climatización. 7| EVALUACIÓN ENERGÉTICA DEL ESTADO ACTUAL 266 Fig. 7.10. Evolución horaria de la temperatura interior en invierno en la vivienda de Santuario. 0 1 0 5 10 15 20 25 30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 Temperatura del aire (ºC) diciembre 2015 0 1 0 5 10 15 20 25 30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 Temperatura del aire (ºC) enero 2016 0 1 0 5 10 15 20 25 30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 Temperatura del aire (ºC) febrero 2016 0 1 0 5 10 15 20 25 30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 Temperatura del aire (ºC) marzo 2016 Temperatura exterior Temperatura interior Salón Rango de temperatura RITE Temperatura interior Dormitorio 7| EVALUACIÓN ENERGÉTICA DEL ESTADO ACTUAL 267 Fig. 7.11. Evolución horaria de la temperatura interior en invierno en la vivienda de Parque Figueroa. 0 1 0 5 10 15 20 25 30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 Temperatura del aire (ºC) diciembre 2015 0 1 0 5 10 15 20 25 30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 Temperatura del aire (ºC) enero 2016 0 1 0 5 10 15 20 25 30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 Temperatura del aire (ºC) febrero 2016 0 1 0 5 10 15 20 25 30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 Temperatura del aire (ºC) marzo 2016 Temperatura exterior Temperatura interior Salón Rango de temperatura RITE Temperatura interior Dormitorio 7| EVALUACIÓN ENERGÉTICA DEL ESTADO ACTUAL 268 Fig. 7.12. Evolución horaria de la temperatura interior en invierno en la vivienda de Parque Cruz Conde. Temperatura ambiental interior en verano De la misma forma que en el apartado anterior, se han representado en las Fig. 7.13Fig. 7.14Fig. 7.15 los valores horarios de temperatura del aire interior registrados durante el período de verano frente a los valores de temperatura exterior simultáneos. En este caso, en la Fig. 7.13 se representan las condiciones interiores durante los meses comprendidos entre junio y agosto de 2015 (ambos inclusive) en la vivienda de Santuario, en la Fig. 7.14 las condiciones interiores durante junio y julio de 2016 en la vivienda de Parque Figueroa, y en la Fig. 7.15 las condiciones interiores durante los meses comprendidos entre junio y agosto de 2016 (ambos inclusive) en la vivienda de Parque Cruz Conde. Al igual que antes, los períodos de pérdida de datos se han representado mediante vacíos en las figuras. Tabla 7.10. Valores máximos, mínimos, promedio, desviación estándar y oscilación de temperatura del aire interior y exterior durante el período de verano y el día más cálido registrado (Día C) en las viviendas monitorizadas. Tmáx Tmín Tmed S Tmáx Tmín Día C Tmáx, C Tmín, C TC Santuario Exterior 45,20 14,60 30,61 6,45 21,30 4,50 6/07/2015 45,20 24,70 20,50 Salón 34,20 22,90 28,95 2,09 7,45 1,15 31,95 25,65 6,30 Dormitorio 33,10 19,30 28,50 2,50 9,90 0,9 31,30 27,25 4,05 Parque Figueroa Exterior 43,90 14,90 30,30 6,26 21,30 7,10 3/07/2016 43,90 25,60 18,30 Salón 31,95 21,50 28,40 1,56 5,90 2,15 31,85 27,15 4,70 Dormitorio 32,30 22,90 28,33 2,08 4,30 0,45 30,55 28,55 2,00 Parque Cruz Conde Exterior 43,90 14,90 30,30 6,26 21,30 7,10 3/07/2016 43,90 25,60 18,30 Salón 33,95 23,30 29,85 2,01 5,45 0,95 33,40 28,85 4,55 Dormitorio 33,95 25,30 30,46 1,59 3,30 0,50 33,95 30,65 3,30 En la Tabla 7.10 se ha realizado un resumen de los resultados obtenidos durante el período de verano en cada caso, extrayendo el valor máximo, mínimo, promedio, desviación estándar y oscilación térmica máxima y mínima diaria de temperatura del aire interior y exterior, complementando dicho análisis en este caso con el 0 1 0 5 10 15 20 25 30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 Temperatura del aire (ºC) diciembre 2016 Temperatura exterior Temperatura interior Salón Rango de temperatura RITE Temperatura interior Dormitorio 7| EVALUACIÓN ENERGÉTICA DEL ESTADO ACTUAL 269 valor máximo y mínimo de temperatura del aire, así como de oscilación térmica, registrada el día en el que la temperatura exterior alcanzó su valor máximo (día C). En los tres casos, el día más cálido del período monitorizado coincide en el mes de julio, siendo el 6 de julio de 2015 el correspondiente a la monitorización de Santuario, en el que se alcanzó una temperatura exterior máxima de 45,20 ºC, y el 3 de julio de 2016 el correspondiente a la monitorización de Parque Figueroa y Parque Cruz Conde, en el que se alcanzó una temperatura exterior máxima de 43,90 ºC (Tabla 7.10). El día 6 de julio de 2015, frente a una oscilación térmica de 20,50 ºC en el exterior, en la vivienda de Santuario se produjo una oscilación térmica de la temperatura interior de 6,30 ºC en el salón y de 4,05 ºC en el dormitorio, con un rango de temperaturas interiores entre los 25,65 y los 31,95 ºC en el primero y entre los 27,25 ºC y los 31,30 ºC en el segundo (Tabla 7.10). Fig. 7.13. Evolución horaria de la temperatura interior en verano en la vivienda de Santuario. 0 1 15 20 25 30 35 40 45 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Temperatura del aire (ºC) junio 2015 0 1 15 20 25 30 35 40 45 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 Temperatura del aire (ºC) julio 2015 0 1 15 20 25 30 35 40 45 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 26 27 28 29 30 31 Temperatura del aire (ºC) agosto 2015 Temperatura exterior Temperatura interior Salón Rango de temperatura RITE Temperatura interior Dormitorio 7| EVALUACIÓN ENERGÉTICA DEL ESTADO ACTUAL 270 Fig. 7.14. Evolución horaria de la temperatura interior en verano en la vivienda de Parque Figueroa. En los meses estivales de esta zona climática, las temperaturas exteriores que se alcanzan son muy elevadas durante las horas centrales del día, por lo que la temperatura interior de los locales tiende a aumentar significativamente. Durante las horas nocturnas, la temperatura exterior experimenta un descenso de 15 a 20 ºC, que se traduce en un ligero descenso en la temperatura interior de las viviendas. Se observa que la oscilación térmica en las viviendas es más acusada en los salones (Tabla 7.10). Este hecho se debe en gran medida a la orientación suroeste, oeste y sureste que tienen las viviendas de Santuario, Parque Figueroa y Parque Cruz Conde, respectivamente, junto con la elevada superficie de hueco en sendas fachadas (Sección 6.4.3), a lo que se suma la posición bajo cubierta en el caso de Santuario, por lo que las horas de sol de mañana y las horas centrales del día aportan muchas ganancias de calor en el interior. Para combatir las altas temperaturas en los meses estivales, se ha hecho uso de los equipos de refrigeración existentes. En Santuario (Fig. 7.13) y Parque Figueroa (Fig. 7.14), ambos equipados con una bomba de calor en el salón, se registran picos de descenso de la temperatura interior, correspondientes a las horas en las que se ha encendido el equipo, durante los meses de julio y agosto. Cuando la estrategia de disipación de calor pasa por abrir las ventanas y forzar la ventilación natural durante las horas nocturnas aprovechando que la temperatura exterior desciende, se observa como la temperatura interior responde con un descenso notable. Esto se puede observar durante el mes de junio en Santuario (Fig. 7.13) y durante todo el periodo monitorizado, en el salón de Parque Cruz Conde (Fig. 7.15), en el que la ausencia de este tipo de mecanismos da lugar a una tendencia más estable de la temperatura interior. Sin embargo, en el dormitorio de éste último la renovación 0 1 15 20 25 30 35 40 45 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Temperatura del aire (ºC) junio 2016 0 1 15 20 25 30 35 40 45 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 Temperatura del aire (ºC) julio 2016 Temperatura exterior Temperatura interior Salón Rango de temperatura RITE Temperatura interior Dormitorio 7| EVALUACIÓN ENERGÉTICA DEL ESTADO ACTUAL 277 Período de medida Consumo total (kWh) Consumo de refrigeración (kWh/m2 refrigerado) junio 127,59 1,00 julio 496,57 4,54 agosto 221,69 2,20 septiembre 71,14 0,33 verano 916,99 8,07 Fig. 7.21. Evaluación del consumo eléctrico durante el verano. Santuario. Período de medida Consumo total (kWh) Consumo de refrigeración (kWh/m2 refrigerado) junio 288,12 2,70 julio 511,92 7,89 agosto (sin datos) 0,00 verano 800,04 10,59 Fig. 7.22. Evaluación del consumo eléctrico durante el verano. Parque Figueroa. Período de medida Consumo total (kWh) Consumo de refrigeración (kWh/m2 refrigerado) junio 190,95 (no existe) julio 210,78 (no existe) agosto 206,29 (no existe) verano 608,03 (no existe) Fig. 7.23. Evaluación del consumo eléctrico durante el verano. Parque Cruz Conde. 7| EVALUACIÓN ENERGÉTICA DEL ESTADO ACTUAL 278 En invierno, los resultados de consumo eléctrico anual medidos en la vivienda de Santuario muestran un alto porcentaje derivado del uso de la estufa (53 %), seguido del consumo no pormenorizado (35 %) y englobando el resto de medidas un porcentaje no superior al 15 % (Fig. 7.18). En Parque Figueroa, se observa también un alto porcentaje derivado del uso del calentador eléctrico (42 %), seguido del split (25 %), y se han registrado consumos importantes también de otros dispositivos frente al resto de canales, por ejemplo, el ordenador de mesa (13 %), y de electrodomésticos como el congelador (8 %), quedando el resto de canales por debajo del 15 % del consumo total, incluyendo el alumbrado de la vivienda (Fig. 7.19). En Parque Cruz Conde se realiza un consumo predominante del calentador eléctrico (57 %), frente al resto de consumos pormenorizados, entre los que destaca el uso de una camilla eléctrica (14 %) de uso profesional para fisioterapia, el frigorífico (10 %) y los aparatos no pormenorizados (11 %), quedando el resto de canales por debajo del 10 % del total (Fig. 7.20). Un aspecto de ámbito cultural muy común en este tipo de viviendas situadas en el arco mediterráneo andaluz, es el uso de calentadores eléctricos o estufas en los espacios de día (salones, salas de estar) durante el invierno para sobrellevar las bajas temperaturas. Se trata de un dispositivo que aporta calor local, de forma que su uso suele ser poco eficiente para calentar una habitación, derivando de ello un alto porcentaje de consumo eléctrico asociado. De hecho, analizando en detalle los resultados pormenorizados del resto de canales en Santuario (Fig. 7.18), no se hace un uso muy elevado del resto de equipos de calefacción instalados en la vivienda que son tipo split. Asimismo, en Parque Figueroa, aunque se ha registrado un uso frecuente de la bomba de calor (25 %), el uso del calentador supone un porcentaje de consumo más alto aún (42 %) (Fig. 7.19). Durante el verano, en la vivienda de Santuario se ha registrado un uso elevado de los sistemas de refrigeración tipo split en salón (39 %) y en uno de los dormitorios (6 %), mientras que el consumo no pormenorizado suma un 50 % del total (Fig. 7.21). En la vivienda de Parque Figueroa, el consumo predominante se ha registrado en el uso del split situado en el salón (46 %), seguido del uso de otros aparatos no particularizados (40 %) (Fig. 7.22). Y, por último, en la vivienda de Parque Cruz Conde, el consumo mayoritario se debe al uso del frigorífico (47 %) y al consumo no pormenorizado (44%) (Fig. 7.23). Durante la época estival, cuando tienen lugar períodos de vacaciones o periodos en los cuales las viviendas pueden estar desocupadas, el uso de aparatos con fines escolares o profesionales, por ejemplo, el ordenador en la vivienda de Parque Figueroa (Fig. 7.22) o la camilla eléctrica en la vivienda de Parque Cruz Conde (Fig. 7.23), prácticamente desaparecen del registro de consumos. En estos casos toman más relevancia otros canales de consumo, por ejemplo, en Parque Cruz Conde, el frigorífico pasa de un 10 % en invierno a predominar en el cómputo global en verano (Fig. 7.23). Otros dispositivos de consumo eléctrico como enrutadores de wifi, cargadores móviles o de ordenador portátil, secadores de pelo, entre otros, que se han agrupado bajo el epígrafe varios en los tres casos, toman también relevancia en Santuario (de 1% en invierno a 4 % en verano) (Fig. 7.18Fig. 7.21) y en Parque Figueroa (de 5% en invierno a 12 % en verano) (Fig. 7.19 y Fig. 7.22). La pérdida de datos en la monitorización sólo ha permitido establecer una comparativa entre los consumos generales de los tres casos de estudio en algunos meses monitorizados. En invierno, en el caso de Santuario (Fig. 7.18) y Parque Figueroa (Fig. 7.19), en los que habitan familias formadas por cuatro y tres miembros respectivamente, se observa un consumo similar en el mes de febrero, tanto global como de calefacción. Sin embargo, en la vivienda de Parque Cruz Conde (Fig. 7.20), el único usuario que habita la vivienda produce un 7| EVALUACIÓN ENERGÉTICA DEL ESTADO ACTUAL 279 consumo global y de calefacción en el mes de diciembre que asciende a más del doble de lo que consumen las otras dos familias en un mes (Fig. 7.18Fig. 7.19), y a más de la mitad de lo que consume la familia de cuatro miembros de la vivienda de Santuario (Fig. 7.18). En verano, aunque se observan consumos globales similares entre la vivienda de Santuario (Fig. 7.21) y la de Parque Figueroa (Fig. 7.22), se perdió información relativa al mes de agosto en este último porque la familia desocupó la vivienda durante todo el mes y desactivó toda la instalación eléctrica de la misma. En el caso de los consumos de refrigeración asociados a estos dos casos, se observa que, a pesar de la pérdida de datos del mes de agosto, en la vivienda de Parque Figueroa (Fig. 7.22) se consume casi el doble de electricidad para refrigeración que en la vivienda de Santuario (Fig. 7.21). La ausencia de equipos de refrigeración en la vivienda de Parque Cruz Conde da lugar a que no exista consumo eléctrico asociado a ello (Fig. 7.23). El consumo global en esta vivienda es menor al consumo en la vivienda de Santuario durante los tres meses, siendo el consumo global en el mes de julio muy superior en esta última (Fig. 7.21), así como en la vivienda de Parque Figueroa (Fig. 7.22). 7| EVALUACIÓN ENERGÉTICA DEL ESTADO ACTUAL 280 7.2 Generación y ajuste de los modelos energéticos A día de hoy, el desarrollo alcanzado por los programas informáticos de simulación del comportamiento energético de edificios no es suficiente para evitar la diferencia entre lo simulado y lo medido, es decir, entre el comportamiento virtual y el comportamiento real del edificio. Como ya se ha planteado en la metodología de la presente tesis doctoral, para dotar de rigor científico a los resultados obtenidos en la simulación energética es fundamental que los modelos energéticos generados sean sometidos a un proceso de validación. El ajuste de los modelos energéticos se lleva a cabo centrado en el parámetro ambiental de temperatura interior, ya que es la variable principal que interviene en los modelos de evaluación del confort térmico. Para poder comparar estos datos con los resultados obtenidos en las simulaciones, el análisis del comportamiento del modelo energético se ha llevado a cabo en libre evolución de las condiciones interiores (sin interacción de los equipos de climatización). Además, el hecho de que los datos obtenidos mediante la monitorización se hayan recopilado bajo condiciones de uso reales, ha implicado que se tuviera en cuenta al usuario en el proceso de calibración, incluyendo siempre en ellos las cargas internas derivadas. En la generación del modelo energético de simulación ambiental de cada caso de estudio se introducen dos tipos de parámetros: parámetros fijos o datos de entrada (Sección 7.2.1) y parámetros de ajuste o datos variables (Sección 7.2.2). 7.2.1. Datos de entrada Los datos de entrada o parámetros fijos son parámetros conocidos, que se introducen en el modelo desde el inicio del proceso de ajuste de los resultados de simulación a los resultados medidos. Estos parámetros definen las condiciones de contorno de las viviendas monitorizadas (definición geométrica y distribución interior de la vivienda) y sus condiciones de transferencia de calor mediante la definición constructiva de su envolvente térmica (composición de la fachada opaca, huecos, particiones interiores y puentes térmicos; infiltraciones) y sus condiciones de entorno (localización y datos climáticos, orientación y posición de la vivienda en el bloque). Condiciones de contorno Para poder contar con una mayor precisión en el ajuste de los resultados de simulación a los resultados de monitorización, se inicia este proceso a nivel de celda, generando cada habitación monitorizada como una zona térmica independiente en el modelo energético, situados en la posición y orientación real recreando las condiciones de contorno que correspondan a cada caso de estudio. De esta forma, se comparan los datos obtenidos en la simulación energética de los locales correspondientes al dormitorio principal y al salón de las viviendas caso de estudio con los resultados obtenidos en la monitorización de dichos locales. Por último, en un paso más hacia el ajuste de los modelos energéticos, se da el salto a nivel de vivienda, en el que los locales anteriormente considerados zonas térmicas independientes se incluyen en un modelo energético de vivienda, donde se mantienen las condiciones de contorno reales previamente establecidas. Los parámetros ambientales se obtienen de una media aritmética de las temperaturas interiores recabadas en cada uno de los locales monitorizados. Este acercamiento aporta un mayor rigor a los resultados obtenidos en las evaluaciones energéticas posteriores que se desarrollen a nivel de vivienda. 7| EVALUACIÓN ENERGÉTICA DEL ESTADO ACTUAL 281 Hipótesis de comportamiento real de la envolvente térmica A pesar de conocer la composición de la envolvente térmica de los casos de estudio gracias a la revisión de los proyectos originales, se desconoce su incidencia real en el balance energético. En la definición de la envolvente térmica de los modelos energéticos se ha fijado el mayor número de variables conocidas posible, para aproximar los resultados obtenidos a la realidad. Para ello, se ha tenido en cuenta la definición de los cerramientos y cubiertas recogida en la descripción de los casos de estudio (Sección 6.4). En general, se ha considerado la transferencia térmica de la envolvente con el exterior, y se han considerado adiabáticos las particiones interiores, tanto horizontales como verticales, en contacto con otras viviendas. La ventilación incontrolada a causa de las infiltraciones a través de la envolvente térmica es uno de los factores con mayor incidencia en el balance energético de las viviendas [ 11 ]. Para tenerlas en cuenta en los modelos energéticos, se han incluido en los modelos como un parámetro constante asociado a cada caso de estudio gracias a los datos obtenidos en el test de estanqueidad. Localización y datos climáticos La Tabla 7.11 muestra los valores climatológicos normales recopilados por la estación meteorológica situada en el Campus Universitario de Rabanales [8]. Los parámetros analizados para describir los datos climáticos obtenidos en esta ciudad son: T, es la temperatura media mensual medida en ºC; TM es la media mensual de las temperaturas máximas diarias medida en ºC; Tm es la media mensual de las temperaturas mínimas diarias medida en ºC; H es la humedad relativa media medida en %; I es el número medio diario de horas de sol; y R es la precipitación mensual acumulada en mm (los valores de estas últimas dos variables se han obtenido de la Agencia Estatal de Meteorología, y han sido recopilados en la estación meteorológica del aeropuerto de Córdoba durante los años 2015-2016). En general, se observa que, en ambos casos, enero es el mes con el registro de temperatura media más frío en 2015, con una media de las temperaturas mínimas diarias registradas de 9,2 ºC y marzo lo es en 2016, con una media de 11,6 ºC, siendo ambos los que registran la mínima temperatura anual en dichos años, con un promedio de 8,4 ºC en enero de 2015, y 10,7 ºC de media en marzo de 2016 (Tabla 7.11). Por el contrario, el mes más caluroso tiende a ser julio, donde las temperaturas medias alcanzadas superan los 30 ºC, alcanzando los 33,2 ºC en 2015 y los 32,0 ºC en 2016. Asimismo, el promedio de las temperaturas máximas registradas alcanza los 34,3 ºC en el año 2015 y los 33,1 ºC en el año 2016 (Tabla 7.11). La pluviometría registrada en el año 2016 es muy superior a la registrada en el año 2015, siendo abril de 2016 y octubre de 2015 los meses más lluviosos por este orden, con una media de 122,7 mm y 80,7 mm, respectivamente (Tabla 7.11). Sin embargo, los meses en los que se registra la mayor humedad relativa son enero de 2015 y noviembre de 2016, con valores que alcanzan el 81,1 % y el 93,3 %, respectivamente (Tabla 7.11). Ambos años registran una media diaria de horas de sol similar, registrándose el mínimo número de horas de sol de media diaria en diciembre de 2015 (5,7 horas) y en enero de 2016 (4 horas) (Tabla 7.11). 7| EVALUACIÓN ENERGÉTICA DEL ESTADO ACTUAL 282 Tabla 7.11. Valores climatológicos normales de los años 2015 y 2016 en Córdoba [2]. Año 2015 T Tm TM H I* R* Enero 9,2 8,4 10,0 81,1 7 33,2 Febrero 11,1 10,4 11,9 76,6 6,6 15,5 Marzo 15,2 14,4 16,2 70,7 7,9 38,6 Abril 19,1 18,3 20,0 70,1 7,7 37,9 Mayo 25,0 24,0 26,0 54,6 10,9 0,1 Junio 28,3 27,3 29,3 51,2 11,6 9,6 Julio 33,2 32,2 34,3 50,9 12,5 0 Agosto 30,3 29,5 31,3 58,8 9,7 2,9 Septiembre 25,0 24,2 26,0 64,2 7,9 7,4 Octubre 20,7 20,1 21,5 78,2 5,9 80,7 Noviembre 15,1 14,4 16,1 78,6 8,3 55,3 Diciembre 12,6 11,9 13,5 80,8 5,7 19,2 Valor medio anual 20,4 19,6 21,3 68,0 8,5 300,4 Año 2016 T Tm TM H I R Enero 12,7 12,2 13,3 89,4 4 53,1 Febrero 13,0 12,4 13,7 79,4 4,8 38,3 Marzo 11,6 10,7 12,7 69,1 8,4 36,4 Abril 17,5 16,9 18,3 75,6 8,2 122,7 Mayo 18,4 17,7 19,3 72,1 8,7 106,1 Junio 27,8 26,9 28,9 49,6 12,9 0 Julio 32,0 31,1 33,1 47,8 12,4 0 Agosto 31,4 30,5 32,4 51,6 12,6 0 Septiembre 28,8 27,8 29,8 52,6 9,4 3 Octubre** - - - - 7,2 86 Noviembre 13,2 12,9 13,7 93,3 5,9 109,3 Diciembre 12,0 11,4 12,7 86,9 6,1 39,9 Valor medio anual 19,9 19,1 20,7 69,7 8,4 594,8 *) Datos obtenidos de la estación climática ubicada en el Aeropuerto de Córdoba. Fuente: AEMET [12]. **) No se han obtenido datos. El software utilizado para generar los modelos energéticos de simulación nos permite establecer una plantilla SWEC [9] de datos climáticos de Córdoba que se genera mediante software ad hoc, en formato de código binario DOE-2, y se convierte a un archivo legible para Energy+. En concreto, el archivo climático de Córdoba ha sido desarrollado por la Escuela Superior de Ingenieros de la Universidad de Sevilla y recoge resultados del análisis estadístico de la observación climática durante varios años. Para contar con los datos climáticos simultáneos a la monitorización en el ajuste de cada modelo energético, se edita el archivo climático introduciendo los datos correspondientes al periodo monitorizado en cada caso. Durante la recogida de datos climáticos se han producido diversas caídas del sistema de medida que han dado lugar a la pérdida de dichos datos. En el archivo climático editado se mantienen los datos originales durante dichos períodos con falta de datos, que se han recogido en la Tabla 7.12. 7| EVALUACIÓN ENERGÉTICA DEL ESTADO ACTUAL 283 Tabla 7.12. Períodos con problemas en la captura de datos de variables ambientales de exterior. Inicio Final Total Período 1 11 de marzo de 2016 4:00 am 31 de marzo de 2016 24:00 pm 20 días y 20 horas Período 2 1 de abril de 2016 0:00 am 4 de abril de 2016 4:00 am 3 días y 4 horas Período 3 24 de abril de 2016 3:00 am 26 de abril de 2016 4:00 am 2 días y 1 horas Período 4 6 de mayo de 2016 9:00 am 7 de mayo de 2016 10:00 am 1 días y 1 horas Período 5 18 de mayo de 2016 3:00 am 31 de mayo de 2016 24:00 pm 21 días y 21 horas Período 6 1 de junio de 2016 0:00 am 3 de junio de 2016 7:00 am 2 días y 7 horas Período 7 15 de septiembre de 2016 3:00 am 30 de septiembre de 2016 24:00 pm 15 días y 21 horas Período 8 1 de octubre de 2016 0:00 am 31 de octubre de 2016 24:00 pm 30 días y 24 horas Período 9 1 de noviembre de 2016 0:00 am 19 de noviembre de 2016 11:00 am 18 días y 11 horas Período 10 29 de noviembre de 2016 12:00 am 30 de noviembre de 2016 24:00 pm 12 horas Orientación y posición Los modelos energéticos reproducen de forma simplificada los casos de estudio monitorizados, a nivel de vivienda, manteniendo su orientación y posición en el edificio. De acuerdo con esto, en la Tabla 7.13 se han recogido dichos parámetros para cada uno de los modelos energéticos generados. Asimismo, en la elaboración de los modelos energéticos, se ha representado lo más fielmente posible, la edificación colindante y la vegetación existente que pueda arrojar sombras sobre los casos de estudio. Tabla 7.13. Orientación y posición de los modelos energéticos de los casos de estudio monitorizados. Orientación Alturas en el bloque Posición vivienda en el bloque Santuario Suroeste Planta baja + 3 Tercera planta (bajo cubierta) Parque Figueroa Oeste Planta baja + 4 Segunda planta Parque Cruz Conde Sureste Planta baja + 4 Primera Planta 7.2.2. Datos variables: análisis de sensibilidad Los datos variables o parámetros de ajuste están relacionados con las condiciones reales de uso y ocupación de la vivienda. La inexactitud en su medición añade incertidumbre al proceso de ajuste. A partir de los datos recabados in situ y de las encuestas a los usuarios se introducen en el modelo y mediante el ajuste manual de los modelos energéticos se determina su incidencia. Estos parámetros son la ocupación y el uso de equipos electrónicos (carga térmica debida al nº de personas/m2; horarios e intensidad de ocupación; uso de equipos electrónicos) y la ventilación y el uso de protecciones solares (tasas de ventilación en renovaciones por hora; horarios e intensidad de ventilación; existencia y uso de protecciones solares). Ocupación y uso de equipos electrónicos En este apartado se consideran todas aquellas cargas internas que pueda haber en la vivienda, cuya existencia pueda influir en el balance energético de los espacios analizados. Puesto que las viviendas analizadas no son espacios completamente diáfanos, se han tenido en cuenta, por un lado, las cargas térmicas derivadas del mobiliario existente en las viviendas analizadas, y, por otro lado, aquellas asociadas a la actividad y ocupación que los usuarios ejercen en ellas. La carga térmica asociada a objetos o mobiliario se considera un valor 7| EVALUACIÓN ENERGÉTICA DEL ESTADO ACTUAL 284 constante, y se ha definido junto con el ajuste manual de la carga térmica derivada de la ocupación en el modelo energético. El modelo de simulación energética de las viviendas se completa con la densidad de ocupación de cada vivienda (Tabla 7.14), y los horarios de ocupación y uso de equipos expuestos en la Sección 7.1.2 (Tabla 7.5 – Tabla 7.7). Tabla 7.14. Densidad de ocupación (personas/m2) en los espacios monitorizados de los casos de estudio analizados. Caso 1 Santuario Caso 2 Parque Figueroa Caso 3 Parque Cruz Conde Hombre Mujer Hombre Mujer Hombre Mujer Nº de personas 3 1 1 2 - 1 Total en vivienda 4 3 1 Personas/m2 en vivienda 0,065 0,057 0,019 Nº de personas en salón 4 3 1 Personas/m2 en salón 0,225 0,152 0,063 Nº de personas en dormitorio 2 3 1 Personas/m2 en dormitorio 0,18 0,295 0,144 Perfil de ocupación Teniendo en cuenta la edad, profesión y actividad diaria de cada usuario, se ha recopilado un horario aproximado de la ocupación que realizan de la vivienda. De acuerdo con el perfil de ocupación diario generado en la Sección 7.1.2, se establece un patrón similar para todos los días de la semana, considerando únicamente los días entre semana, ya que el perfil de uso del fin de semana es muy dispar en todos los casos (Tabla 7.5 y Tabla 7.6). Además, dado que las condiciones climáticas influyen en la variabilidad de la actividad diaria de los usuarios, se ha diferenciado un perfil de invierno y otro de verano, que se utilizarán en el periodo correspondiente de ajuste de los modelos. Uso de equipos electrónicos Para tener presente la carga térmica derivada del uso de equipos electrónicos en la vivienda se incluyen también los perfiles de uso recogidos anteriormente en el apartado 7.1.14, Tabla 7.7. Este tipo de carga térmica se considerará con la misma intensidad de uso durante todo el año. Hábitos de consumo energético A los modelos de simulación se incorporan los hábitos de consumo del usuario para poder interpretar de manera más rigurosa los resultados obtenidos en las actividades de monitorización. El software utilizado para ello permite establecer tantas hipótesis como sean posibles, por lo que se ha establecido una plantilla de ventilación natural y de uso de la protección solar que refleje aproximadamente el comportamiento del usuario. En este apartado se han incluido únicamente las plantillas de programación utilizadas en un cálculo en régimen de libre evolución de las condiciones interiores de las viviendas, es decir, sin el uso de equipos de climatización. En el Apartado 7.2.5, así como en el capítulo 8, se incluyen modificaciones puntuales sobre algunos aspectos 7| EVALUACIÓN ENERGÉTICA DEL ESTADO ACTUAL 285 para incorporar la activación de los sistemas y realizar el cálculo de la demanda energética anual de las viviendas según establece el CTE en el DB HE1. Ventilación natural Como ya se ha descrito en el capítulo 6, las viviendas monitorizadas no tienen ventilación mecánica, por lo que la ventilación de los recintos consiste en la apertura o cierre de las ventanas. Para ello se han establecido los horarios mostrados en la Sección 7.1.2, en las Tabla 7.5 y Tabla 7.6, a partir de los datos aportados por los usuarios. A pesar de contar con unos horarios de ventilación aproximados, se desconoce la tasa de ventilación natural de cada habitación, por lo que se ha analizado su influencia en el modelo mediante el análisis de diferentes caudales de ventilación aproximados: 0,5, 1, 2 y 3 ACH. Dichas tasas de renovación de aire se suman a las infiltraciones medidas in situ, cuyos valores permanecen constantes (Sección 7.1.1). Protección solar Asimismo, en el capítulo 6 se describen los dispositivos de protección solar detectados en los casos de estudio. A la hora de representar el funcionamiento real de la protección solar, el software utilizado no ofrece la posibilidad de establecer un porcentaje de apertura o cierre del dispositivo correspondiente. Por esta razón, se ha optado por programar una apertura todo o nada (0-100%) y se han establecido horarios de uso de protección solar contemplados en el apartado 7.1.1.4, en la Tabla 7.6, sólo en el período de verano. En los modelos energéticos, la representación del dispositivo de protección solar tipo toldo es constante, es decir, no va asociado a una programación horaria. Por tanto, los modelos energéticos de las viviendas que cuentan con esta protección mantienen un uso constante de la misma durante el periodo de verano. 7.2.3. Mapa de simulaciones El análisis de sensibilidad que se realiza en el proceso de ajuste queda reflejado en el mapa de simulaciones que se recoge a continuación, donde se han incluido las variables que han participado en el ajuste, englobadas en tres bloques: masa térmica, ventilación natural y protección solar (Tabla 7.15 - Tabla 7.17). Los valores de masa térmica correspondientes a la carga derivada de la densidad de ocupación en dormitorio, salón y vivienda se obtienen de la Tabla 7.14. Los valores de infiltraciones se han mantenido a partir de los resultados obtenidos en el test de estanqueidad llevado a cabo en las viviendas (Sección 7.1.1, Tabla 7.2). 7| EVALUACIÓN ENERGÉTICA DEL ESTADO ACTUAL 286 Tabla 7.15. Mapa de simulaciones. Santuario. Caso Santuario Orientación Suroeste Posición PB+3 Modelo (ej.): Santuario_0,5rh_a.dsb Local Masa térmica Ventilación natural Protección solar Mobiliario Ocupación (personas/m2) Uso equipos Infiltraciones Tasa (renovaciones/hora) Dispositivo Uso a Dormitorio No 0,18 Si 0,36 0,5 Persiana 0% b Dormitorio No 0,18 Si 0,36 0,5 Persiana 100% c Dormitorio Si 0,18 Si 0,36 0,5 Persiana 0% d Dormitorio Si 0,18 Si 0,36 0,5 Persiana 100% a Salón No 0,225 Si 0,29 0,5 Persiana 0% b Salón No 0,225 Si 0,29 0,5 Persiana 100% c Salón Si 0,225 Si 0,29 0,5 Persiana 0% d Salón Si 0,225 Si 0,29 0,5 Persiana 100% a Vivienda No 0,065 Si 0,67 0,5 Persiana 0% b Vivienda No 0,065 Si 0,67 0,5 Persiana 100% c Vivienda Si 0,065 Si 0,67 0,5 Persiana 0% d Vivienda Si 0,065 Si 0,67 0,5 Persiana 100% Modelo (ej.): Santuario_1rh_a.dsb Local Masa térmica Ventilación natural Protección solar Mobiliario Ocupación (personas/m2) Uso equipos Infiltraciones Tasa (renovaciones/hora) Dispositivo Uso a Dormitorio No 0,18 Si 0,36 1 Persiana 0% b Dormitorio No 0,18 Si 0,36 1 Persiana 100% c Dormitorio Si 0,18 Si 0,36 1 Persiana 0% d Dormitorio Si 0,18 Si 0,36 1 Persiana 100% a Salón No 0,225 Si 0,29 1 Persiana 0% b Salón No 0,225 Si 0,29 1 Persiana 100% c Salón Si 0,225 Si 0,29 1 Persiana 0% d Salón Si 0,225 Si 0,29 1 Persiana 100% a Vivienda No 0,065 Si 0,67 1 Persiana 0% b Vivienda No 0,065 Si 0,67 1 Persiana 100% c Vivienda Si 0,065 Si 0,67 1 Persiana 0% d Vivienda Si 0,065 Si 0,67 1 Persiana 100% Modelo (ej.): Santuario_2rh_a.dsb Local Masa térmica Ventilación natural Protección solar Mobiliario Ocupación (personas/m2) Uso equipos Infiltraciones Tasa (renovaciones/hora) Dispositivo Uso a Dormitorio No 0,18 Si 0,36 2 Persiana 0% b Dormitorio No 0,18 Si 0,36 2 Persiana 100% c Dormitorio Si 0,18 Si 0,36 2 Persiana 0% d Dormitorio Si 0,18 Si 0,36 2 Persiana 100% a Salón No 0,225 Si 0,29 2 Persiana 0% b Salón No 0,225 Si 0,29 2 Persiana 100% c Salón Si 0,225 Si 0,29 2 Persiana 0% d Salón Si 0,225 Si 0,29 2 Persiana 100% a Vivienda No 0,065 Si 0,67 2 Persiana 0% b Vivienda No 0,065 Si 0,67 2 Persiana 100% c Vivienda Si 0,065 Si 0,67 2 Persiana 0% d Vivienda Si 0,065 Si 0,67 2 Persiana 100% Modelo (ej.): Santuario_3rh_a.dsb Local Masa térmica Ventilación natural Protección solar Mobiliario Ocupación (personas/m2) Uso equipos Infiltraciones Tasa (renovaciones/hora) Dispositivo Uso a Dormitorio No 0,18 Si 0,36 3 Persiana 0% b Dormitorio No 0,18 Si 0,36 3 Persiana 100% c Dormitorio Si 0,18 Si 0,36 3 Persiana 0% d Dormitorio Si 0,18 Si 0,36 3 Persiana 100% a Salón No 0,225 Si 0,29 3 Persiana 0% b Salón No 0,225 Si 0,29 3 Persiana 100% c Salón Si 0,225 Si 0,29 3 Persiana 0% d Salón Si 0,225 Si 0,29 3 Persiana 100% a Vivienda No 0,065 Si 0,67 3 Persiana 0% b Vivienda No 0,065 Si 0,67 3 Persiana 100% c Vivienda Si 0,065 Si 0,67 3 Persiana 0% d Vivienda Si 0,065 Si 0,67 3 Persiana 100% 7| EVALUACIÓN ENERGÉTICA DEL ESTADO ACTUAL 293 (a) (b) (c) Fig. 7.27. Validación gráfica del modelo de simulación para una semana típica en verano. Parque Figueroa. (a) Dormitorio; (b) Salón; (c) Vivienda. -5 0 5 10 15 20 15 20 25 30 35 40 18 19 20 21 22 23 24 25 Diferencia Tmonitorizada - Tsimulada (ºC) Temperatura del aire (ºC) junio 2016 Error relativo Temperatura monitorizada Temperatura exterior Temperatura simulada -5 0 5 10 15 20 15 20 25 30 35 40 18 19 20 21 22 23 24 25 Diferencia Tmonitorizada - Tsimulada (ºC) Temperatura del aire (ºC) junio 2016 Error relativo Temperatura monitorizada Temperatura exterior Temperatura simulada -5 0 5 10 15 20 15 20 25 30 35 40 18 19 20 21 22 23 24 25 Diferencia Tmonitorizada - Tsimulada (ºC) Temperatura del aire (ºC) junio 2016 Error relativo Temperatura monitorizada Temperatura exterior Temperatura simulada 7| EVALUACIÓN ENERGÉTICA DEL ESTADO ACTUAL 294 (a) (b) (c) Fig. 7.28. Validación gráfica del modelo de simulación para una semana típica en invierno. Parque Cruz Conde. (a) Dormitorio; (b) Salón; (c) Vivienda. -5 0 5 10 15 20 5 10 15 20 25 29 30 1 2 3 4 5 6 Diferencia Tmonitorizada - Tsimulada (ºC) Temperatura del aire (ºC) diciembre 2016 Error relativo Temperatura monitorizada Temperatura exterior Temperatura simulada -5 0 5 10 15 20 5 10 15 20 25 29 30 1 2 3 4 5 6 Diferencia Tmonitorizada - Tsimulada (ºC) Temperatura del aire (ºC) diciembre 2016 Error relativo Temperatura monitorizada Temperatura exterior Temperatura simulada -5 0 5 10 15 20 5 10 15 20 25 29 30 1 2 3 4 5 6 Diferencia Tmonitorizada - Tsimulada (ºC) Temperatura del aire (ºC) diciembre 2016 Error relativo Temperatura monitorizada Temperatura exterior Temperatura simulada 7| EVALUACIÓN ENERGÉTICA DEL ESTADO ACTUAL 295 (a) (b) (c) Fig. 7.29. Validación gráfica del modelo de simulación para una semana típica en verano. Parque Cruz Conde. (a) Dormitorio; (b) Salón; (c) Vivienda. -5 0 5 10 15 20 15 20 25 30 35 40 22 23 24 25 26 27 28 29 Diferencia Tmonitorizada - Tsimulada (ºC) Temperatura del aire (ºC) junio 2016 Error relativo Temperatura monitorizada Temperatura exterior Temperatura simulada -5 0 5 10 15 20 15 20 25 30 35 40 22 23 24 25 26 27 28 29 Diferencia Tmonitorizada - Tsimulada (ºC) Temperatura del aire (ºC) junio 2016 Error relativo Temperatura monitorizada Temperatura exterior Temperatura simulada -5 0 5 10 15 20 15 20 25 30 35 40 22 23 24 25 26 27 28 29 Diferencia Tmonitorizada - Tsimulada (ºC) Temperatura del aire (ºC) junio 2016 Error relativo Temperatura monitorizada Temperatura exterior Temperatura simulada 7| EVALUACIÓN ENERGÉTICA DEL ESTADO ACTUAL 296 En general, los modelos energéticos se han ajustado al comportamiento real de los casos de estudio monitorizados de referencia. El proceso de validación en el período de invierno ha conllevado una mayor dificultad en la aproximación de resultados. A pesar de que el modelo cuenta con la mayor cantidad posible de variables conocidas, la influencia del usuario provoca cambios drásticos en la evolución de la temperatura interior en los locales: el aumento de la ocupación durante las horas nocturnas sumado al uso de equipos locales de calefacción que da lugar a picos de temperatura (Fig. 7.24, Santuario y Fig. 7.26, Parque Figueroa), así como el aumento de la tasa de ventilación sumado al uso esporádico de fuentes de calor locales (brasero, calentador eléctrico), que puede verse en los salones de los tres casos (Fig. 7.24, Fig. 7.26 Fig. 7.28). En verano, el ajuste es más sencillo, ya que en las estancias de Santuario (Fig. 7.25) y Parque Cruz Conde (Fig. 7.29) se observa una ausencia general de cambios significativos en la tendencia de la temperatura interior. En el dormitorio de Santuario (Fig. 7.25) y en los salones de ambos casos (Fig. 7.25 y Fig. 7.29) se hace uso de la ventilación nocturna para disipar la energía térmica acumulada. Sin embargo, en la vivienda de Parque Figueroa, el uso continuado durante la noche del equipo local de refrigeración ubicado en el salón de la vivienda, y el aprovechamiento que el usuario hace del mismo dejando la puerta del dormitorio abierta a dicho espacio mientras duerme, provoca saltos de temperatura interior en el salón y el reflejo de los mismos en una bajada de temperatura simultánea en el dormitorio (Fig. 7.27). Por el contrario, durante el día, el usuario cierra dicha puerta, ya que estos saltos solo se observan en el salón de la vivienda (Fig. 7.27). Validación estadística de los resultados De forma complementaria al análisis gráfico de los resultados, se desarrolla el análisis estadístico de los mismos de acuerdo a los tres índices descritos en la metodología de la presente tesis doctoral. Con idea de cuantificar el error entre lo medido y lo simulado y la similitud de respuesta del modelo energético con la realidad, se seleccionan en este caso, dos meses típicos (uno de invierno y otro de verano) de acuerdo con el procedimiento establecido por el estándar internacional de ASHRAE [ 13 ]. La Tabla 7.19 recoge el período de invierno y de verano seleccionado para el análisis estadístico del ajuste en cada caso de estudio, teniendo en cuenta el periodo de monitorización llevado a cabo en cada uno de ellos. Asimismo, el ajuste se ha realizado a nivel de celda (en el dormitorio y el salón de las viviendas) y a nivel de vivienda. Las Fig. 7.30 -Fig. 7.32 muestran los resultados de ajuste durante el período de invierno, mientras que las Fig. 7.33 -Fig. 7.35 muestran los correspondientes al periodo de verano. Con objeto de incrementar la validez científica de los resultados, en dichas figuras se ha incluido para su análisis conjunto, el valor de NMBE y CV(RMSE), así como la representación gráfica de R2. Tabla 7.19. Período de análisis estadístico de resultados en invierno y en verano de cada caso de estudio. Mes típico de invierno Mes típico de verano Santuario Del 15 de diciembre de 2015 al 15 de enero de 2016 del 1 al 30 de junio de 2015 Parque Figueroa del 1 al 31 de diciembre de 2015 del 1 al 30 de junio de 2016 Parque Cruz Conde del 1 al 31 de diciembre de 2016 del 1 al 30 de junio de 2016 7| EVALUACIÓN ENERGÉTICA DEL ESTADO ACTUAL 297 Dormitorio Salón Vivienda NMBE -0,22% NMBE -1,73% NMBE 1,41% CV(RMSE) 5,09% CV(RMSE) 4,58% CV(RMSE) 5,37% Fig. 7.30. Validación estadística del modelo de simulación para un mes típico en invierno. Santuario. Dormitorio Salón Vivienda NMBE 0,09% NMBE 5,57% NMBE 4,91% CV(RMSE) 4,77% CV(RMSE) 8,24% CV(RMSE) 6,57% Fig. 7.31. Validación estadística del modelo de simulación para un mes típico en invierno. Parque Figueroa. Dormitorio Salón Vivienda NMBE -0,15% NMBE -0,53% NMBE 0,63% CV(RMSE) 3,42% CV(RMSE) 4,51% CV(RMSE) 2,98% Fig. 7.32. Validación estadística del modelo de simulación para un mes típico en invierno. Parque Cruz Conde. R² = 0,73 12 14 16 18 20 22 24 12 14 16 18 20 22 24 Temperatura simulada (ºC) Temperatura monitorizada (ºC) R² = 0,65 14 15 16 17 18 19 20 21 14 15 16 17 18 19 20 21 Temperatura simulada (ºC) Temperatura monitorizada (ºC) R² = 0,64 14 15 16 17 18 19 20 21 22 14 15 16 17 18 19 20 21 22 Temperatura simulada (ºC) Temperatura monitorizada (ºC) R² = 0,74 14 15 16 17 18 19 20 21 22 14 15 16 17 18 19 20 21 22 Temperatura simulada (ºC) Temperatura monitorizada (ºC) R² = 0,54 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 Temperatura simulada (ºC) Temperatura monitorizada (ºC) R² = 0,72 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 Temperatura simulada (ºC) Temperatura monitorizada (ºC) R² = 0,87 13 14 15 16 17 18 19 20 21 13 14 15 16 17 18 19 20 21 Temperatura simulada (ºC) Temperatura monitorizada (ºC) R² = 0,66 13 15 17 19 21 23 13 15 17 19 21 23 Temperatura simulada (ºC) Temperatura monitorizada (ºC) R² = 0,87 14 15 16 17 18 19 20 21 22 14 15 16 17 18 19 20 21 22 Temperatura simulada (ºC) Temperatura monitorizada (ºC) 7| EVALUACIÓN ENERGÉTICA DEL ESTADO ACTUAL 298 Dormitorio Salón Vivienda NMBE -6,62% NMBE -4,32% NMBE -5,43% CV(RMSE) 7,58% CV(RMSE) 6,34% CV(RMSE) 6,81% Fig. 7.33. Validación estadística del modelo de simulación para un mes típico en verano. Santuario. Dormitorio Salón Vivienda NMBE -0,54% NMBE 2,57% NMBE 0,76% CV(RMSE) 5,57% CV(RMSE) 6,75% CV(RMSE) 5,45% Fig. 7.34. Validación estadística del modelo de simulación para un mes típico en verano. Parque Figueroa. Dormitorio Salón Vivienda NMBE 0,74% NMBE -2,44% NMBE -0,89% CV(RMSE) 2,44% CV(RMSE) 4,09% CV(RMSE) 3,39% Fig. 7.35. Validación estadística del modelo de simulación para un mes típico en verano. Parque Cruz Conde. R² = 0,83 20 22 24 26 28 30 32 34 36 20 22 24 26 28 30 32 34 36 Temperatura simulada (ºC) Temperatura monitorizada (ºC) R² = 0,70 20 22 24 26 28 30 32 34 36 20 22 24 26 28 30 32 34 36 Temperatura simulada (ºC) Temperatura monitorizada (ºC) R² = 0,77 20 22 24 26 28 30 32 34 36 20 22 24 26 28 30 32 34 36 Temperatura simulada (ºC) Temperatura monitorizada (ºC) R² = 0,51 22 24 26 28 30 32 22 24 26 28 30 32 Temperatura simulada (ºC) Temperatura monitorizada (ºC) R² = 0,48 21 23 25 27 29 31 33 21 23 25 27 29 31 33 Temperatura simulada (ºC) Temperatura monitorizada (ºC) R² = 0,64 21 23 25 27 29 31 33 21 23 25 27 29 31 33 Temperatura simulada (ºC) Temperatura monitorizada (ºC) R² = 0,85 24 25 26 27 28 29 30 31 32 24 25 26 27 28 29 30 31 32 Temperatura simulada (ºC) Temperatura monitorizada (ºC) R² = 0,80 23 25 27 29 31 33 23 25 27 29 31 33 Temperatura simulada (ºC) Temperatura monitorizada (ºC) R² = 0,82 23 25 27 29 31 33 35 23 25 27 29 31 33 Temperatura simulada (ºC) Temperatura monitorizada (ºC) [Document text truncated for crawler view.]