Es
una reforma integral del edificio Virolai que se está realizando
en los periodos vacacionales para no afectar al funcionamiento escolar
de las aulas. Es un proyecto para los próximos años
para conseguir un Edificio de Energía Casi Nula con un objetivo
claro de integrar la sostenibilidad y eficiencia energética en el
2020.
CONTROL TÉRMICO
- Incidencia:
A través del vidrio de fachada la radiación solar entra produciendo
el efecto invernadero. En el interior del aula o despacho se eleva la temperatura
por encima de los 30ºC sin un control solar exterior automático
en el vidrio de fachada. Este efecto provoca un consumo alto de climatización
(especialmente aire acondicionado o refrigeración) con picos de
consumo energéticos durante las 5 o 6 horas del día que la
fachada está expuesta a la radiación solar. Los centros educativos
deberían mantenerse con una temperatura entre 21ºC en invierno
y 26ªC en verano que coincide con el Reglamento de instalaciones Térmicas
de los edificios (RITE).
- Solución:
El control solar automático mediante un toldo vertical enrollable
evita la entrada de radiación solar en el interior del centro educativo.
El calor queda fuera del edificio evitando el calentamiento interior de
las aulas o salas. Un edificio cuesta 3 veces más energéticamente
enfriarlo que calentarlo. Además, el sistema es flexible y permite
tener un control global (desde la sala de mantenimiento) o también
local a través del personal docente que puede decidir puntualmente
cuando la protección solar esta bajada y subida por unas condiciones
especiales.
CONTROL LUMÍNICO
- Incidencia:
La fuerte incidencia de radicación solar no permite el trabajo confortable
con los ordenadores y equipos, además de ser incómodo para
los alumnos por los contrastes, deslumbramientos y reflejos en el interior
de las aulas y salas. Es preciso además mantener un equilibrio entre
la luminancia del objeto y las diferentes superficies incluidas dentro
del campo visual. Debería evitarse por las luminancias demasiadas
elevadas producen deslumbramientos y los contrastes de luminancia demasiado
altos causarán fatiga debido a la readaptación constante
de los ojos.
- Solución:
Es tan importante tener luz natural como evitar la incidencia de radiación
solar si no es necesaria en el interior del centro educativo. Para poder
evaluar este factor es importante conocer la regla de distribución
confort visual 1-3-10 recogida en la UNE-EN 12462. Es la proporción
de luz que hay que tener en las 3 partes fundamentales del interior:
o Mesa de
trabajo Proporción 1 Ejemplo 500 luxes
o Zona de
trabajo (Ambiental) Proporción 3 Ejemplo 1.500 luxes
o Plano de
Ventana (Fachada) Proporción 10 Ejemplo 5.000 luxes
VALOR AÑADIDO
La Escola Virolai
tiene en su plan estratégico la sostenibilidad y respeto por el
medio ambiente donde la eficiencia energética es un valor añadido
como centro docente. Dichos conceptos como el ahorro energético
y sosteniblidad forman parte sus comunicaciones tanto internas como externas.
En los centros docentes innovadores no hay una separación entre
la sostenibilidad y las aulas, sino que la sostenibilidad es una asignatura
dentro del centro permite una concienciación tanto de los profesores,
alumnos y padres. Escola Virolai es un ejemplo para entender esta nueva
forma de enseñar donde el edificio es una parte fundamental de la
eficiencia energética.
EL LUGAR DE
TRABAJO EQUILIBRADO
Equilibrio
de Luz también tiene un efecto positivo en cómo las personas
se sienten en su edificio debido a la luz natural que es tan importante
para la calidad del espacio y la salud. La luz natural ayuda a los ritmos
naturales del organismo y aumenta la sensación general de bienestar.
Y cuando se sienten mejor, estudian mejor. Maximización de la luz
natural, con sus cambiantes patrones sutiles de la luz, mantiene a la gente
en sintonía con el mundo fuera de las paredes del centro educativo.
EDIFICIO MÁS
VERDE
La luz natural
ayuda a cumplir con los objetivos de la legislación y de sostenibilidad,
no sólo en términos de consumo de energía y las emisiones,
sino también porque el confort lumínico y térmico
es una parte explícita de los programas de certificación
como LEED y BREEAM. La fachada dinámica contribuye en 19 de los
80 puntos de la certificación LEED.
Las soluciones
innovadoras que implantemos en un Centro educativo han de dar respuesta
a una serie de necesidades mejorando y optimizando las condiciones de los
centros educativos. La fachada es el primer control energético del
edificio que mejora el confort lumínico y térmico de los
usuarios al incrementar la iluminación natural reduciendo el consumo
de luz artificial y climatización. Con el control solar automático
reducimos el consumo de energía en el edificio y respeto por el
medio ambiente contribuyendo a la reducción de las emisiones de
CO2 para conseguir centros educativos de Consumo Casi Nulo.
La Unión
Europea nos ha marcado como objetivo en 2020 de 50kWh/m2. La solución
innovadora como la fachada dinámica aporta un valor añadido
a los centros educativos cuando forman parte del día a día
en su trabajo, facilitando su labor y mejorando la atención a los
alumnos. Es una labor conjunta donde el edificio ha de permitir que la
enseñanza, cultura, actividades y trabajos sean posibles, además
de servir como ejemplo de EDIFICIO DE CONSUMO CASI NULO.
El
proyecto de la rehabilitación energética del colegio “El
Garrofer” de Viladecans nace de una auditoría energética
de edificios de uso escolares, encargada por el Área Metropolitana
de Barcelona. En este estudio se analizan los consumos energéticos
de varios colegios y se monitoriza la calidad del aire (concentración
de CO2 en ppm) de dichos edificios.
Estas mediciones
de CO2 realizadas durante el estudio dan resultados con picos de concentración
superiores a 3.500 ppm, muy por encima de los niveles recomendados para
escuelas. Debido a los malos resultados obtenidos de la auditoría,
el ayuntamiento de Viladecans encarga un proyecto de rehabilitación
energética de uno de los colegios analizados. El equipo redactor
del proyecto (Energiehaus Arquitectos en colaboración con Berta
Pujol Guerrero) plantea dos opciones de rehabilitación energética:
la primera siguiendo los criterios establecidos en el CTE (calificación
energética B) y la segunda siguiendo los criterios de rehabilitación
energética según el estándar Passivhaus (EnerPHit).
Las conclusiones
de esta comparativa fueron que el potencial de ahorro energético
(ciclo de vida 40 años) siguiendo las directrices de rehabilitación
EnerPHit, resultaban económicamente viables con respecto a la rehabilitación
según CTE. En verano se ejecuta dicho proyecto, enmarcado por una
auditoría de certificación, llevada a cabo por parte del
Passivhaus Institut.
Descripción
del Proyecto
El proyecto
de la rehabilitación se centra en las siguientes estrategias:
- Optimización
del balance energético de las ventanas: Se cambian las ventanas
existentes (perfiles originales de los años 70 de hierro con cristales
simples) por ventanas de PVC de muy alta calidad, con una Uf 1,0 W/m2k
(certificadas Passivhaus). Se opta por cristales dobles bajo emisivos,
con una Ug 1,0 W/m2k, con un factor solar del 40% y espaciadores de plástico.
Se optimiza el detalle constructivo para minimizar los puentes térmicos
de instalación de la ventana, sobreaislando los marcos y quitando
las cajas de persiana existentes, instalando nuevos screens por el exterior.
- Optimización
del asilamiento de la envolvente térmica: Se instala un sistema
de aislamiento térmico por el exterior (SATE) de 10 cm de espesor
en fachada y una nueva cubierta con paneles aislantes de 15 cm de espesor.
Debido a la
limitación del presupuesto y del complejo planning de la obra, se
renuncia a instalar aislamiento
térmico
en el suelo de la planta baja. Según los cálculos del PHPP,
se comprueba que la posible mejora energética de este aislamiento
es relativamente reducido en el clima de Viladecans (litoral mediterráneo).
- Definición
de una capa hermética al paso de aire: Se opta por aplicar una capa
nueva de hermeticidad al paso de aire mediante una pintura plastificante,
que se aplica entre la pared exterior y el nuevo aislamiento tipo SATE.
Se comprueba la ausencia de condensaciones intersticiales de dicha pintura
(valor sd aproximado de 80 metros). Se colocan cintas especiales para garantizar
la hermeticidad entre ventanas y hueco de obra. Se instala una membrana
tipo freno de vapor hermética al aire en la cubierta, y se prevé
realización de ensayos de Blowerdoor en la fase de obra, siguiendo
la norma UNE-13829.
- Optimización
de los puentes térmicos: Todos los detalles constructivos se simulan
con la herramienta Flixo (UNE 10211) y se optimizan para reducir al máximo
las pérdidas energéticas y eliminar la posibilidad de formación
de patologías asociadas. Se reduce el puente térmico más
relevante entre frente de forjado y pared exterior, mediante la aplicación
del aislamiento térmico por el exterior. El valor PSI pasa de 0,47
W/mk a 0,01 W/mk.
- Instalación
de un sistema de ventilación de doble flujo con recuperación
de calor de muy alta eficiencia con certificado Passivhaus. De este modo,
se reducen no solo las pérdidas energéticas por ventilación
(caudales importantes debido a la tipología de uso), sino se garantizan
consumos eléctricos muy reducidos de los ventiladores. Debido a
la limitación del presupuesto, se opta por un sistema compacto de
distribución de aire, reduciendo la red de extracción utilizando
los pasillos como un gran plenum de aire. Se instalan difusores textiles
en las aulas, de fácil mantenimiento y con buenas características
de difusión de aire (evitando disconfort con bajas velocidad de
aire de admisión).
- Planteamiento
de un escenario de ventilación nocturna y elementos de protección
solar para reducir el sobrecalentamiento durante los meses más próximos
al verano: La protección solar se hace mediante lamas metálicas
fijas y combinadas con screens para oscurecer las aulas por necesidades
didácticos.
- Optimización
de la iluminación artificial de las aulas: Se cambian los fluorescentes
existentes mediantes lámparas LED de alta eficiencia.
PRESTACIONES
DEL EDIFICIO
Se listan a
continuación los resultados obtenidos después de la simulación
energética con PHPP:
- Demanda
de calefacción: 13,9 kWh/m²a
- Frecuencia
de sobrecalentamiento (26 ºC): 7,2 % (no incluye los meses de julio
y agosto)
- Demanda
de energía primaria: 86 kWh-ep/m²a
Queda pendiente
comprobar los resultados teóricos de cálculo, una vez calibrado
el funcionamiento del edificio. Está pendiente hacer un seguimiento
de los consumos y la calidad ambiental del edificio.
MEMORIA CONSTRUCTIVA
Sustentación
del Edificio y Sistema Estructural
El edificio
tiene un sistema estructural de pilares de hormigón, que sostienen
unos forjados unidireccionales con bóvedas de bloques de cemento.
La cubierta es de dos aguas de estructura metálica. La rehabilitación
energética no interfería en el sistema constructivo del edificio.
Sistemas de
Envolventes y Acabados
Las paredes
exteriores son de doble hoja con cámara de aire, obra vista por
el exterior y paneles prefabricados de yeso por el interior. Las ventanas
eran de perfiles de hierro sencillos, con cristales simples. El edificio
en su estado inicial carecía de aislamiento térmico.
Sistemas de
Acondicionamiento e Instalaciones
Calefacción
La calefacción
del edificio se hace a través de una caldera de gas que se instaló
recientemente (antes de la rehabilitación energética). Sirve
a unos radiadores de hierro. Este sistema seguirá suministrando
el calor después de la rehabilitación, pero con una intensidad
mucho menor.
Refrigeración
No existe suministro
de aire frio para el edificio. Para la certificación final EnerPhit
del edificio, se exige un sistema de refrigeración activo, ya que,
para el clima de Viladecans, el enfriamiento pasivo (free-cooling por las
noches) no suficiente como para satisfacer el nivel de confort exigido
por el estándar EnerPhit. La instalación de un sistema de
refrigeración se realizará en una fase futura para el edificio.
Por eso, se sigue un protocolo de certificación “paso a paso”.
Ventilación
Se ventilará
el edificio a través del sistema de ventilación controlada
durante la ocupación del edificio, siendo también posible
ventilar a través de las ventanas en épocas intermedias del
año. En época de calor, se plantea establecer un sistema
de ventilación adicional nocturna.
Iluminación
Se han cambiado
todas las iluminarias del edificio, cambiando los fluorescentes convencionales
con lámparas de LEDs.
Automatización
y Control
La calefacción
se controlará a través de termostatos descentralizados. La
ventilación mecánica trabajará con sensores de presencia
en las aulas (opción más sencilla y de menor mantenimiento),
y sensores de CO2 en los locales administrativos.
Energías
Renovables in situ o en el entorno
Por limitación
de presupuesto, no se ha podido instalar un sistema de generación
de energías renovables.
