Building envelopes and social housing in southern Europe energy assessment of the residential social stock of the city of Seville under the climate change scenario

Abstract

Las viviendas sociales construidas sin criterios de aislamiento térmico constituyen uno de los conjuntos más importantes del parque de viviendas de las ciudades del sur de Europa. Habitualmente sus ocupantes disponen de recursos limitados para el mantenimiento de las condiciones ambientales interiores con sistemas de acondicionamiento térmico, soportando largos periodos de tiempo de ausencia de confort y salubridad en los hogares, pese a que estos hogares están ubicados en ciudades de climas habitualmente calificados como benignos. Tal es el caso del parque de viviendas de Sevilla, ciudad elegida para el desarrollo de esta tesis. Se ha constatado que la reducida cantidad de energía usada normalmente para el acondicionamiento térmico de estas viviendas tiene como consecuencia, en la mayoría de los casos, que el potencial de ahorro en el consumo de energía sea muy limitado. Por tanto, resulta necesario un cuidadoso diseño de las intervenciones en este parque de viviendas. El trabajo propone una metodología de análisis del parque edificado residencial basada en la caracterización de su envolvente térmica, y que podría ser replicable para las diferentes zonas urbanas del sur europeo. Se han identificado cuáles son las características principales que tienen afección sobre el comportamiento energético del parque residencial, y se ha establecido una catalogación de su envolvente térmica, atendiendo no solo a los elementos constructivos que la constituyen, sino también a aquellos aspectos morfológicos con influencia en este comportamiento. El análisis no se efectúa únicamente de un modo global en el periodo de estudio, sino que incluye un estudio de la distribución temporal de soluciones y sus resultados, identificando los aspectos más representativos para los diferentes momentos del periodo, normalmente por décadas. El objetivo principal de esta investigación es presentar un estudio de amplio espectro sobre el comportamiento energético de la vivienda social de una de las grandes ciudades españolas, Sevilla, situada en el sur de España y, cuyas condiciones climáticas son representativas de las áreas más meridionales del sur de Europa. Con unas condiciones benignas en invierno y extremas en verano, la reflexión sobre el acondicionamiento térmico de sus viviendas, especialmente las de tipo social, ha sido subordinada habitualmente a aspectos economicistas. Este trabajo busca, entre otros objetivos, aumentar el conocimiento detallado del parque edificatorio existente de la ciudad y su relación con el comportamiento energético y control ambiental. Pretende ser un avance respecto a estudios más generales, mayoritarios hasta ahora, aportando una visión individualizada de las diferentes soluciones que podemos encontrarnos en el periodo temporal en el que se construye casi la mitad del parque de viviendas actual, ya que se centrará fundamentalmente en el periodo que transcurre entre el final de la Guerra Civil española (1939) y la aparición de la Norma Básica de la Edificación CT-79 (1979). Los edificios objetos de estudio la literatura científica anglosajona los denomina non insulated buildings. Una de las principales novedades del estudio, en el contexto de las edificaciones urbanas, es la consideración de que la climatología local no es inmutable; presenta transformaciones continuas, motivadas tanto por la propia variabilidad natural como por la influencia antropogénica, bajo los denominados procesos de cambio climático (CC). El clima que afecta a los edificios ha sufrido, y sufrirá, modificaciones que tendrán una repercusión directa en el comportamiento energético de las viviendas. Se ha realizado un análisis de las características de esta evolución y de las principales interacciones con estos edificios, y se ha generado un escenario de evaluación futuro, con el fin de poder definir relaciones, entre la situación actual y la futura, sobre los factores que caracterizan el comportamiento energético del edificio y el modo de uso de la energía. Dada la dependencia directa de la climatología en las condiciones del ambiente interior de los edificios, los procesos de Cambio Climático generan una modificación de su respuesta energética. Esta situación altera tanto la evaluación de la envolvente energética, como las predicciones sobre las repercusiones previsibles de las diferentes estrategias actuales de intervención y mejora energética sobre el parque de viviendas. Se analiza la capacidad de la envolvente, bajo diferentes hipótesis de trabajo, de actuar como moderador y elemento de protección frente a las acciones climáticas, tanto las actuales como las previstas en un futuro próximo. Se establecen valores de los potenciales de reducción de la demanda de energía en estos edificios, ya que el consumo se verá afectado por los muy diferentes condiciones de uso y operacionales, y por los rendimientos (eficiencias) de los diferentes sistemas térmicos, por lo que su variabilidad es muy elevada. A partir de ellos se generan las bases de discusión sobre los márgenes reales que las técnicas de intervención tienen en la reducción del consumo energético. Aunque el análisis y evaluación se centra fundamentalmente en la ciudad de Sevilla, tanto la metodología de trabajo como los procedimientos de clasificación son replicables a otras ciudades y ámbitos urbanos del sur de Europa. Aplicando esta metodología, la investigación desarrollada en la tesis se presenta en cuatro bloques de análisis más un quinto bloque de conclusiones y líneas futuras de trabajo, junto El segundo Volumen, o cuerpo complementario, recoge resultados detallados, tanto de los procedimientos y métodos propuestos como de los experimentos realizados. Se ha generado una catalogación edificatoria del parque existente, junto una base de información de detalle de los edificios que lo componen. Se incorpora el conjunto de modelos de desempeño energético de los edificios representativos del periodo, bajo los diferentes escenarios de evaluación.

Social housing built without thermal insulation criteria makes up one of the most important parts of the social housing stock in the cities of southern Europe. Occupants in such housing often have limited resources to use climate control systems to maintain indoor environmental conditions, and often go for long periods of discomfort and unhealthy conditions at home, even though these properties are located in climates generally classified as mild. This is the case of the housing stock in Seville, the city chosen to carry out this thesis. It has been shown that, in most cases, the reduced amount of energy normally used to thermally condition these properties means that potential energy consumption savings are severely limited. In consequence, all interventions in this housing stock must be thought through with great care. The main aim of this research is to present a wide-ranging study on the energy performance of social housing in one of the largest cities in Spain, Seville. This city is located in southern Spain, and has climate conditions which are representative of the southernmost areas of southern Europe. The paper proposes a methodology for analysing residential housing stock based on the characterisation of their thermal envelopes, which could be replicated for different urban areas of southern Europe. The main characteristics which influence the energy performance of the housing stock have been identified and their thermal envelopes have been catalogued, dealing not only with their comprising construction elements but also those morphological aspects which influence this performance. Rather than simply providing an overview of the study period, this analysis also includes a study of the temporal distribution of solutions and results, and identifies the most representative aspects of the different times of the study period, normally by decade. One of the most important innovations is the introduction in the analysis of climate change processes, in order to know ¿and, in consequence, deal with¿ the changes it is envisaged will be necessary for buildings to respond to different scenarios.