Fecha: martes 4 de mayo de 2010 Hora: 9:00 a.m. (hora colombiana) Duración: 2 horas + sesión de preguntas y respuestas Idioma: español

EFICIENCIA ENERGÉTICA DE LOS EDIFICIOS SOSTENIBILIDAD DEL CEMENTO-HORMIGÓN Conferencia FICEM – OFICEMEN - IECA MANUEL BURÓN MAESTRO INSTITUTO ESPAÑOL DEL CEMENTO Y SUS APLICACIONES (IECA)

EN MOMENTOS DE CRISIS LA INDUSTRIA DEBE PROPICIAR Nuevos empleos de su producto, mayor mercado Poner en valor todas las prestaciones del producto Innovar, satisfaciendo nuevos requisitos con nuevas prestaciones Facilitar, apoyando la normalización y reglamentación, nuevos usos de su producto y el empleo de nuevos productos Utilizar la normalización y reglamentación existente como punto de partida para calibrar soluciones y productos innovadores que aporten prestaciones adicionales o diferentes a las actuales Desarrollar productos con niveles de garantía, para el usuario, superior a los normalizados o reglamentarios Hacer que (el producto + el modo de empleo del mismo) incremente la sostenibilidad de la construcción I + D + i ( Investigación + desarrollo + innovación)

EN ESPAÑA EL CÓDIGO TÉCNICO DE LA EDIFICACIÓN (CTE) contiene requisitos para obtener una edificación con: MAYOR CALIDAD MAYOR SOSTENIBILIDAD MAYOR FACILIDAD PARA INNOVAR que la correspondiente a la edificación tradicional Aquí destacamos los requisitos siguientes: REDUCCIÓN DE LA DEMANDA ENERGÉTICA AISLAMIENTO ACÚSTICO SEGURIDAD FRENTE AL FUEGO RESITENCIA

EL CTE INVITA A CONSIDERAR EL CONJUNTO [ material + el modo de construir con él ] COMO UN CONJUNTO A VALORAR GLOBALMENTE Desde el punto de vista del Hormigón, invita a considerar un “nuevo” material que AÚNA: CAPACIDAD ESTRUCTURAL CAPACIDAD DE REDUCIR LA DEMANDA ENERGÉTICA (combinando elevada inercia térmica y un modo de construir sin puentes térmicos)

. CAPACIDAD DE AISLAMIENTO ACÚSTICO . SEGURIDAD FRENTE AL FUEGO . DURABILIDAD (elevada vida útil o de servicio) . PRESTACIONES PASIVAS (Propias del material y del modo habitual de construir con él. Sin mantenimiento ni conservación específicos. Sin costes, posteriores a los de construcción inicial, significativos.) . ECONOMÍA Y COMPETITIVIDAD PRESTACIONES QUE HACEN POSIBLE AUMENTAR LA SOTENIBILIDAD DE LOS EDIFICIOS CONSTRUIDOS CON HORMIGÓN, EN COMPARACIÓN CON LA CONSTRUCCIÓN TRADICIONAL

EL CÓDIGO TÉCNICO DE LA EDIFICACIÓN PROPICIA LA PUESTA EN VALOR DE TODAS LAS PRESTACIONES DEL HORMIGÓN EL HORMIGÓN ES UN MATERIAL ARQUITECTÓNICO, CAPAZ DE EXPRESAR LA BELLEZA CONCEBIDA POR EL ARQUITECTO

Coloured ready mix concrete stratified like a „sandwich“

EXIGENCIAS (REQUISITOS) DEL CTE Y SOLUCIONES (PRESTACIONES) EMPLEANDO HORMIGÓN EL HORMIGÓN CONVENCIONAL OFRECE NUEVAS POSIBILIDADES AL DISEÑO ARQUITECTÓNICO: RESISTENCIA + DURABILIDAD + INERCIA TÉRMICA + AISLAMIENTO ACÚSTICO + SEGURIDAD FRENTE AL FUEGO = CARACTERÍSTICAS DE UN “NUEVO” HORMIGÓN PARA UNA CONSTRUCCIÓN MÁS SOSTENIBLE QUE LA TRADICIONAL

“NUEVOS” HORMIGONES ALTERNATIVAS DE DISEÑO: SEPARACIÓN ENTRE VIVIENDAS Y FACHADAS CON AISLAMIENTO ACÚSTICO Y ELEVADA INERCIA TÉRMICA: PANTALLAS (espesor ≥ 12 cm.) DE HORMIGÓN ESTRUCTURAL EN FACHADAS LA PANTALLA (espesor = 20 cm) DE HORMIGÓN ESTRUCTURAL SE DISPONE HACIA EL INTERIOR DEL EDIFICIO HORMIGÓN ARQUITECTÓNICO (TEXTURA Y COLORIDO), O CUALQUIER OTRO ACABADO ARQUITECTÓNICO, EN FACHADAS

EDIFICACIÓN CON HORMIGÓN MATERIAL Y TECNOLOGÍA DE CONSTRUCCIÓN BIEN CONOCIDA

interior + aislamiento HORMIGÓN: aislamiento acústico + inercia térmica + eficiencia energética + compartimentación y resistencia al fuego + estructura + fachada Hormigón hacia el interior + aislamiento térmico + acabado de fachada

EDIFICIO CONFORTABLE Y EFICIENTE PARA EL USUARIO Y PARA LA SOCIEDAD AHORRO EN EL CONSUMO DE ENERGÍA Y EN EL MANTENIMIENTO AISLAMIENTO ACÚSTICO

EMPLEO GLOBAL DE LAS PRESTACIONES DEL HORMIGÓN. EJEMPLO AISLAMIENTO ACÚSTICO E INERCIA TÉRMICA: . SEPARACIÓN ENTRE VIVIENDAS CON PANTALLA (12 cm.) DE HORMIGÓN ESTRUCTURAL . FACHADAS CON PANTALLA (20 cm.) DE HORMIGÓN ESTRUCTURAL HACIA EL INTERIOR DEL EDIFICIO HORMIGÓN ARQUITECTÓNICO (TEXTURA Y COLORIDO), O CUALQUIER OTRO ACABADO ARQUITECTÓNICO, EN FACHADAS COMPARTIMENTACIÓN FRENTE EL FUEGO SEPARANDO CADA VIVIENDA RESISTENCIA. SEGURIDAD FRENTE AL FUEGO Y DURABILIDAD.

EJEMPLO EDIFICIO: BLOQUE DE VIVIENDAS (de 100 m2) Tres plantas en manzana cerrada Planta baja exenta SOLUCIÓN (M-1): CONSTRUCCIÓN TRADICIONAL SOLUCIÓN (M-2): CON PANTALLAS DE HORMIGÓN ESTRUCTURAL COMO ESTRUCTURA RESISTENTE, AISLAMIENTO ACÚSTICO Y ELEMENTOS QUE APORTAN ELEVADA INERCIA TÉRMICA, COMPARTIMENTACIÓN Y SEGURIDAD FRENTE AL FUEGO, Y DURABILIDAD (VIDA ÚTIL O DE SERVICIO = 50 - 100 AÑOS)

CALCULO ESTRUCTURAL SOLUCIÓN TRADICIONAL (M-1): . PÓRTICOS CONVENCIONALES (Pilares y vigas) y FORJADO UNIDIRECCIONAL (Vigueta y Bovedilla) . CIMENTACIÓN SUPERFICIAL (Zapatas aisladas) SOLUCIÓN CON PANTALLAS DE HORMIGÓN (M-2): . PANTALLAS ESTRUCTURALES (Un único pilar por vivienda) Y LOSA DE FORJADO (Sin vigas) . CIMENTACIÓN SUPERFICIAL (Zapatas corridas y aisladas) . BUENA CONFIGURACIÓN FRENTE A LA ACCIÓN SÍSMICA EN AMBAS SOLUCIONES: . RESISTENCIA AL FUEGO R-E-I = 120 minutos . MATERIALES Y RECUBRIMIENTOS PARA VIDA ÚTIL = 50 años (100 años en clase general de exposición I [interior de edificios sin condensación])

LM LADRILLO VISTO MACIZO LHS LADRILLO HUECO SENCILLO CNV CÁMARA DE AIRE NO VENTILADA AT AISLANTE TÉRMICO TEY TENDIDO Y ENLUCIDO DE YESO

PH MURO DE HORMIGÓN ARMADO AT AISLANTE TÉRMICO RE REVOCO DE MORTERO A EFECTOS DE CÁLCULO. REPRESENTA CUALQUIER ACABADO ARQUITECTÓNICO TEY TENDIDO Y ENLUCIDO DE YESO

CÁLCULO TÉRMICO En Europa el 42% de consumo de energía y el 35% de las emisiones de gases de efecto invernadero son debidas a los edificios El Programa de la Naciones Unidas para el Medio Ambiente estima que el consumo de energía de los edificios puede reducirse entre un 30% y un 50% sin incrementar significativamente los costes de inversión En una vida de servicio de 60 años las emisiones de CO2 de un edificio se producen en: . 87% - 90% en la fase de vida útil o de servicio al usuario que lo habita . 8% - 10% en la producción de los materiales a emplear en la construcción del edificio . 2% - 3% durante la construcción del edificio

CÁLCULO TÉRMICO EN AMBAS SOLUCIONES, (M-1) Y (M-2): . LA SUPERFICIE DE HUECOS EN FACHADA REPRESENTA EL 30% DE LA SUPERFICIE DE LA MISMA. . EL COEFICIENTE DE TRANSMITANCIA DE LA FACHADA ES EL MISMO Y CUMPLE LOS REQUISITOS DEL CTE, PARA CADA UNA DE LAS ZONAS CLIMÁTICAS ESTUDIADAS . EL ESTUDIO SE HA REALIZADO EN TODAS LAS ZONAS CLIMÁTICAS DE ESPAÑA Y EN TODAS LAS ORIENTACIONES POSIBLES DEL EDIFICIO . EL ESPESOR DE AISLAMIENTO TÉRMICO DISPUESTO ES EL MÍNIMO NECESARIO PARA CUMPLIR EL REQUISITO DEL CTE EN CADA UNA DE LAS ZONAS CLIMÁTICAS. . LOS PUENTES TÉRMICOS CONSIDERADOS SON LOS CORRESPONDIENTES, EN CADA SOLUCIÓN, AL MODO HABITUAL DE CONSTRUIRLA

CÁLCULO TÉRMICO RESULTADOS DEMANDA ENERGÉTICA ANUAL EN (Kw.h/m2) ENERGÍA DE CLIMATIZACIÓN (Calefacción más Refrigeración) Se observa que la reducción en la demanda energética anual que se produce en la solución (M-2) con pantallas de Hormigón , en relación con la solución tradicional (M-1), se debe a la ausencia de puentes térmicos, que corresponde a la forma habitual de construir con hormigón, y a la inercia térmica que ofrece el espesor de hormigón de las pantallas dispuesto hacia el interior del edificio

RESULTADOS ECONÓMICOS IGUALANDO EL ACABADO ARQUITECTÓNICO DE LA FACHADA, EN AMBAS SOLUCIONES VALORANDO LA DIFERENCIA DE CONSUMO DE ENERGÍA DE CLIMATIZACIÓN (Calefacción más Refrigeración), ENTRE AMBAS SOLUCIONES

SOLUCIÓN (M-2) CON CONTORNO DE HORMIGÓN INCREMENTO DEL COSTE (Ejecución Material) DE CONTRUCCIÓN: 11% sobre la Solución Tradicional (M-1) DISMINUCIÓN DEL CONSUMO DE ENERGÍA DE CLIMATIZACIÓN (calefacción + refrigeración): 16 % (valor medio en España) sobre la Solución tradicional (M-1) EL VALOR MEDIO, EN ESPAÑA, DE LA DISMINUCIÓN DEL GASTO EN ENERGÍA DE CLIMATIZACIÓN COMPENSA EL INCREMENTO DE COSTE DE CONSTRUCCIÓN DE LA SOLUCIÓN CON CONTORNO DE HORMIGÓN EN: 14 AÑOS DURANTE LA VIDA ÚTIL DE LA VIVIENDA (50 Años) EL VALOR DEL AHORRO DE ENERGÍA ES 4 VECES SUPERIOR AL INCREMENTO DEL COSTE DE CONSTRUCCIÓN, EN RELACIÓN CON LA SOLUCIÓN TRADICIONAL, LO QUE PRODUCE UN AHORRO NETO DE 3 VECES DICHO INCREMENTO

Incremento de coste de construcción = 100 BALANCE DE ( INCREMENTO DE COSTE DE CONSTRUCCIÓN menos AHORRO DE ENERGÍA DE CLIMATIZACIÓN) a lo largo de la Vida Útil (50 años) Incremento de coste de construcción = 100

SOSTENIBILIDAD Se configura como una herramienta moderna para la toma de decisiones, mediante la aplicación de una evaluación “multicriterio” (global) Considera aspectos: - Energéticos y medioambientales - Sociales - Económicos Preserva los recursos naturales no renovables

Análisis de ciclo de vida del hormigón Ciclo de vida de un producto de hormigón (Cembureau, 1995) Nota: (*) El reciclaje se refiere, mayoritariamente, a recuperación como árido de un nuevo hormigón. Vida útil de la estructura *

SOSTENIBILIDAD Es un concepto que se aplica de modo comparativo “más sostenible que” “menos sostenible que” Se aplica en el tiempo “análisis del ciclo de vida” Se debe aplicar al producto que la sociedad usa. No, a la materia prima, aisladamente, utilizada para el producto

SOSTENIBILIDAD DEL CEMENTO-HORMIGÓN CONSECUENCIAS No hablar de Sostenibilidad del Cemento sin hablar de Sostenibilidad del Hormigón Cemento: Materia prima Consumos + Deterioros Hormigón: Producto Ahorros + Correcciones (recuperación, reciclaje) SOSTENIBILIDAD DEL CEMENTO-HORMIGÓN

INCREMENTAR LA SOSTENIBILIDAD Es un objetivo de la Sociedad Se cuantifica sobre los bienes que la Sociedad emplea para desarrollarse y que consumen recursos no renovables (p.e: un edificio) Se determina mediante la valoración de parámetros sociales, económicos, energéticos y medioambientales La valoración se calcula a lo largo de toda la Vida Útil del bien estudiado (p.e.: desde la extracción de las materias primas de los materiales de construcción hasta la demolición del edificio)

EL CEMENTO ES UN MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN QUE FORMA PARTE DE LOS BIENES CONSTRUIDOS EL HORMIGÓN ES UN PRODUCTO QUE FORMA PARTE DE LOS BIENES CONSTRUIDOS Y LOS DOTA DE CARACTERÍSTICAS APRECIABLES DURANTE EL USO DE LOS MISMOS CAPACIDAD DE CADA AGENTE Sostenibilidad de la construcción

SOLUCIÓN (M-2) CON CONTORNO DE HORMIGÓN MÁS SOSTENIBLE QUE LA SOLUCIÓN TRADICIONAL RESULTADOS PARCIALES: BALANCE DE EMISIONES DE CO2 DEL HORMIGÓN (Emisiones de CO2 para la PRODUCCIÓN Y CONSTRUCCIÓN del HORMIGÓN DE LA FACHADA Y PARTICIONES ENTRE VIVIENDAS menos las correspondientes al AHORRO DE ENERGÍA DE CLIMATIZACIÓN) a lo largo de la Vida Útil (50 años) Emisiones de CO2 (Producción más construcción) = 215 Kg CO2/m3 Hormigón Ahorro de emisiones Energía = 662 Kg CO2/m3 Hormigón COMPENSACIÓN DE LAS EMISIONES DE CO2 INICIALES (Producción y Construcción del Hormigón de la fachada y particiones entre viviendas) = 16 años

Emisiones de CO2 (Producción más Construcción) = 100 BALANCE DE EMISIONES DE CO2 DEL HORMIGÓN (Emisiones de CO2 para la PRODUCCIÓN Y CONSTRUCCIÓN del HORMIGÓN DE LA FACHADA Y PARTICIONES ENTRE VIVIENDAS menos las correspondientes al AHORRO DE ENERGÍA DE CLIMATIZACIÓN) a lo largo de la Vida Útil (50 años) Emisiones de CO2 (Producción más Construcción) = 100

SOSTENIBILIDAD DEL HORMIGÓN ANÁLISIS DEL CICLO DE VIDA: MAYOR SOSTENIBILIDAD A MENOR VALOR DE “k” Σ Consumos e impacto ambiental k = ----------------------------------------------- Vida Útil

SOSTENIBILIDAD DEL HORMIGÓN Σ Consumos e impacto ambiental CONSUMOS = GASTOS - AHORROS IMPACTO = DETERIORO - CORRECCIÓN Vida Útil = Vida de Servicio VIDA ÚTIL NOMINAL = VALOR DE PROYECTO (Inferior al valor real)

SOSTENIBILIDAD DEL HORMIGÓN Σ Consumos e impacto ambiental: A CORTO PLAZO durante: LA OBTENCIÓN DE MATERIAS PRIMAS LA PRODUCCIÓN DE LOS MATERIALES LA EJECUCIÓN = CONSTRUCCIÓN A LARGO PLAZO durante: LA VIDA DE SERVICIO = CONSUMOS DEL USUARIO LA CONSERVACIÓN Y EL MANTENIMIENTO LA DECONSTRUCCIÓN = DEMOLICIÓN EL RECICLADO

SOSTENIBILIDAD DEL HORMIGÓN EN LOS PRODUCTOS FINALES DE LA CONSTRUCCIÓN (en general) Σ Consumos e impacto ambiental: A CORTO PLAZO << A LARGO PLAZO REDUCIR Σ Consumos e impacto ambiental A LARGO PLAZO AUMENTA LA SOSTENIBILIDAD

SOSTENIBILIDAD DEL HORMIGÓN CARACTERÍSTICAS QUE AUMENTAN LA SOSTENIBILIDAD: INERCIA TÉRMICA (reduce la demanda energética y el consumo energético durante la vida de servicio) DURABILIDAD (aumenta la vida útil) RESISTENCIA ÚLTIMA AL FUEGO (aumenta la seguridad de personas y de patrimonios, privados y públicos. No daña al medio ambiente, no es combustible, no emite gases tóxicos)

SOSTENIBILIDAD DEL HORMIGÓN CARACTERÍSTICAS QUE AUMENTAN LA SOSTENIBILIDAD: AISLAMIENTO ACÚSTICO (produce ahorros de otros materiales) GASTOS DE CONSERVACIÓN Y MANTENIMIENTO IRRELEVANTES (reduce el consumo durante la vida útil) RECICLABILIDAD 100% (produce ahorros) CAPTACIÓN DEL CO2 ATMOSFÉRICO COMPATIBLE CON LA DURABILIDAD

LOS EDIFICIOS CON CONTORNO DE HORMIGÓN OFRECEN MAYOR EFICIENCIA ENERGÉTICA Y SON MAS SOSTENIBLES QUE LOS CONSTRUIDOS CON LA SOLUCIÓN TRADICIONAL EL EMPLEO DE HORMIGÓN Y EL APROVECHAMIENTO GLOBAL DE SUS PRESTACIONES PERMITE AUMENTAR LA SOSTENIBILIDAD DE LA CONSTUCCIÓN LO QUE SE DEBE CONFIRMAR CON LA VALORACIÓN DEL ANÁLISIS DEL CICLO DE VIDA COMPLETO

Fecha: martes 4 de mayo de 2010 Hora: 9:00 a.m. (hora colombiana) Duración: 2 horas + sesión de preguntas y respuestas Idioma: español