El comportamiento energético de los edificios consiste en el intercambio de calor que se produce entre los espacios interiores habitables y el ambiente exterior a través de su envolvente térmica. Dicha envolvente se compone de todos los cerramientos opacos, huecos y puentes térmicos del edificio. Además, su eficiencia energética depende de su adecuado diseño y ejecución. Todo ello, teniendo en cuenta la zona climática donde se ubica el edificio y su perfil de uso. Por lo tanto ¿Sabemos definir correctamente la envolvente térmica?¿Qué parámetros la definen?¿Qué elementos la componen?¿De qué depende su comportamiento energético? ¿Cómo introduces los datos de la envolvente en CE3X? En este post lo analizamos.
Actualizado: 01-02-2023
¿Qué es la envolvente térmica de un edificio?
La envolvente térmica de un edificio contiene todos los espacios interiores habitables. Además, los separa del ambiente exterior. Se compone de todos los cerramientos, horizontales y verticales, los huecos y los puentes térmicos del edificio. Se entiende por ambiente exterior tanto el aire exterior, como el terreno o u otro edificio adosado.
A continuación vamos a hacer un repaso de los conceptos principales
Cerramiento
Un cerramiento es cualquier elemento constructivo del edificio que lo separa del exterior. El exterior puede ser el aire, el terreno u otro edificio. Incluye las cubiertas, los suelos, los huecos, las fachadas/muros y las medianeras.
Cuando exista algún cerramiento a través del cual no se produce intercambio de calor, este cerramiento se clasifica como adiabático. Por ejemplo un muro medianero que separa espacios habitables de dos edificios distintos de uso residencial vivienda.
Espacio habitable
Un espacio habitable es un espacio formado por uno o varios recintos habitables. Dichos espacios serán contiguos con el mismo uso y condiciones térmicas equivalentes. Se agruparán a efectos de cálculo energético.
Además, los espacios habitables se clasifican en función de su carga interna en: espacio habitable de carga interna baja, media, alta o muy alta. La carga interna se define en el Anejo A del DB HE. Terminología.
Espacio habitable acondicionado
Un espacio habitable acondicionado, es aquel espacio que necesita mantener unas determinadas condiciones operacionales para garantizar el confort térmico de sus ocupantes.
En uso residencial privado, todos los espacios interiores de las viviendas son acondicionados. Incluidos espacios como pasillos, escaleras y otras zonas comunes. Dichos espacios deben de cumplir con las condiciones operacionales del Anejo D del DB HE. Lo que sucede para aquellos espacios que se consideran acondicionados pero que en la práctica, no disponen de sistemas de acondicionamiento, es que a efectos de cálculo, se les asigna un equipo de referencia. Dicho equipo se define en el apartado 4.5 de la sección HE0.
Espacio habitable no acondicionado
Este término se utiliza para aquellos espacios habitables en los que se prevé que no va a ser necesario mantener unas determinadas condiciones térmicas. Es decir que no es necesario acondicionarlo para el garantizar el confort térmico de sus usuarios. No obstante, se entiende que al ser un espacio habitable, sí dispone de iluminación, ocupación y equipos. En cambio, no dispone de instalaciones térmicas.
Espacios no habitables
Se consideran espacios no habitables: los garajes, aparcamientos, trasteros, cuartos de basura e instalaciones. También sus zonas comunes. Así se recoge en el Anejo A. Terminología. Por lo tanto, un espacio no habitable es el espacio formado por uno o varios recintos no habitables contiguos. Todos ellos con el mismo uso. También con las mismas condiciones térmicas equivalentes. Agrupados a efectos de cálculo de la demanda energética.
Espacios no habitables dentro de la envolvente térmica
El CTE da la opción al proyectista de incluir espacios no habitables dentro de la envolvente térmica. Un ejemplo es un garaje en una vivienda unifamiliar. El garaje se considera espacio no habitable, pero se puede considerar como espacio incluido dentro de la envolvente. Así se recoge en el Anejo C del DB HE. Consideraciones para la definición de la envolvente térmica.
Lo que viene a decir en el apartado 1a es que podrá incluir el técnico, a su criterio, alguno o la totalidad de los espacios no habitables. Además hace referencia a la Guía de aplicación del DB-HE 2019. En este documento se desarrolla un ejemplo con diferentes posibilidades de definición de la envolvente térmica.
Espacios que se pueden excluir de la envolvente térmica
Al igual que se pueden incluir, también se pueden excluir determinados espacios. También se recoge en el Anejo C del DB HE lo siguiente.
Se puede excluir de la envolvente térmica, y a criterio del proyectista los siguientes espacios:
- Espacios habitables que vayan a permanecer no acondicionados durante toda las vida del edificio. Es el caso de escaleras, ascensores o pasillos no acondicionados.
- Espacios muy ventilados, con una ventilación permanente. Dicha ventilación será al menos de 10 dm³/s por m² de área útil de dicho espacio. Dicho caudal equivale a 36 m³/h por m² de área útil.
- Aquellos espacios que dispongan de grandes aberturas permanentes al exterior. Dicha aberturas serán al menos de 0,003 m² por m² de área útil de dicho espacio.
Particiones interiores de la envolvente térmica
A efectos del Anejo A del DB HE, una partición interior es un elemento constructivo del edificio que divide su interior en recintos independientes. Pueden ser verticales o bien horizontales (suelos y techos).
A efectos de cálculo, las particiones interiores, separan espacios habitables, de otros no habitables en contacto con el exterior. En CE3X por ejemplo, sirve también para definir las paredes que separan las zonas comunes en un edificio de viviendas, de un local comercial. Por lo tanto, las particiones interiores también forman parte de la envolvente térmica.
Ejemplo. En los edificios residenciales con garaje en planta baja o en sótano, el forjado que separa el garaje del resto del edificio, es una partición interior horizontal. Por otro lado, las paredes verticales que separen un espacio habitable de otro no habitable, se consideran particiones interiores verticales. Esto sucede también, por ejemplo, en paredes que separan locales de otros espacios habitables, pero con distinto uso y condiciones térmicas de funcionamiento. Por lo tanto, dichas paredes también se consideran particiones interiores verticales a efectos de cálculo.
Qué parámetros definen los elementos de la envolvente térmica
La envolvente térmica de los edificios se compone de:
1. Cerramientos en contacto con el exterior: muros, suelos y cubiertas.
2. Particiones interiores: verticales y horizontales.
3. Huecos: vidrios y marcos.
4. Puentes térmicos.
De qué depende el comportamiento térmico de los elemento de la envolvente térmica
El comportamiento energético de cada uno de ellos depende, a efectos de cálculo, de:
– Sus características geométricas.
– Su composición. Capas de diferentes materiales que componen el elemento desde el punto de vista constructivo.
– Sus propiedades características: espesor, densidad, conductividad y calor específico. Las cámaras de aire se definen por su espesor y su resistencia térmica. En elementos con masa térmica, la transmitancia y la resistencia térmica, se obtienen a partir del espesor y la conductividad del elemento constructivo. Los puentes térmicos se caracterizan por su transmitancia térmica lineal.
– Los objetos que proyectan sombra sobre cada uno de los elementos de la envolvente térmica. Dichos objetos reducen la cantidad de radiación solar que incide sobre los mismos. Las protecciones solares también bloquean la radiación solar incidente.
– En los huecos hay que considerar también, la permeabilidad de la ventana, el factor solar del vidrio y la absortividad del marco, en función del color del mismo.
La zona climática donde se localice el edificio
La zona climática donde se ubique el edificio también determina su comportamiento energético. Esto es así debido a que se produce una interacción a través de la envolvente térmica con el exterior. Dicha interacción consiste en el intercambiando calor con el entorno. Un edificio en la costa del mediterráneo, no se comporta, desde el punto de vista térmico, de la misma manera que ese mismo edificio en la Sierra Norte de Madrid. Por lo tanto sus envolventes térmicas también serán diferentes.
El CTE define zona climática, como la zona para la que se determinan unas solicitaciones exteriores comunes a efectos de cálculo de la demanda energética. Las zonas climáticas se clasifican por su severidad climática de invierno y de verano. Para ello asigna una letra y un número a cada zona climática. La letra indica la severidad climática de invierno. De la A (menos frío) a la D (más frío). El número indica la severidad climática de verano. Del 1 (menos calor) al 4 (más calor). B3 por ejemplo para Valencia.
Tabla de zona climática en el CTE
El Anejo B. Zonas climáticas del DB HE permite identificar la zona climática en cuestión. Se entra en la tabla por capital de provincia y altitud respecto del nivel del mar. La altitud será la de la parcela en la que se ubica el edificio.
La demanda energética
Por otro lado, la demanda energética, se define como la energía útil que tendrán que aportar los sistemas técnicos. Todo ello para mantener en el interior del edificio unas condiciones definidas reglamentariamente. Se distingue entre demanda energética de calefacción, de refrigeración, de agua caliente, de control de la humedad y de iluminación. La demanda energética se expresa en kWh/m²año.
Dicha demanda dependerá del perfil de uso del mismo y de la zona climática donde se ubique el edificio. Por lo tanto del intercambio de calor que se produzca con el ambiente exterior, a través de la envolvente. Así pues un buen diseño, y ejecución de la envolvente térmica, permitirá una ahorro efectivo en el consumo de energía, mejorando la eficiencia energética del edificio. La imagen inferior es un ejemplo evidente de por dónde se pierde energía a través de cerramientos, huecos y puentes térmicos.
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Enhorabuena por el artículo.
Es curioso ver como hay usuarios que deciden cambiar de vivienda ganando en metros cuadrados y perdiendo aislamiento al tener unas ventanas mas deficientes. En mi práctica elaborando certificados energéticos en Villaviciosa de Odón, (Madrid), me he encontrado casos similares.
Pienso que hay usuarios con un conocimiento por encima de la media en temas de aislamiento y las viviendas donde han residido saltan a la vista rápidamente. Son viviendas con una buena fachada, cámara, aislamiento incorporado y dobles ventanas en todos sus huecos, vidrios dobles con una cámara de aire grande y buenas carpinterías de pvc o metálicas con RPT. Son viviendas donde tanto ventanas como porches de acceso están doblados con altas calidades e incluso existen elementos de sombreamiento en todos los huecos necesarios. En estos inmuebles la calificación energética suele ser la letra D y haciendo un estudio de mejoras puede subir a C. El ahorro económico para la propiedad esta asegurado respecto a otros inmuebles con peor calificación.
Creo que hay que trabajar para llegar al otro tipo de usuario que aun no tiene en cuenta las consecuencias positivas en su economía familiar a medio y largo plazo de una buena fachada o ventana.
Veo que el post es antiguo y sigue siendo vigente y muy interesante para los que empezamos a trabajar en esto de las certificaciones energéticas.
Tengo una duda, al medir los cerramientos opacos, ¿se incluye en una fachada los cantos de los forjados? y en las esquinas, ¿se incluye el espesor del cerramiento de la otra fachada? o solamente se incluye los espacios interiores entre forjados y entre cerramientos de otras fachadas?
Muchas gracias, un saludo
Hola Pedro. En CE3X se toman medidas interiores. Un saludo!
Gracias Paula por tu rápida y precisa respuesta.
Entiendo. Entonces si se mide por dentro tampoco se mide el espesor de los muros medianeros, sin embargo no veo en el programa ningún puente térmico lineal vertical debido a ese muro. Me lo puedes aclarar por favor.
Muchas gracias, un saludo
Hola Pedro. Las medianeras se consideran adiabáticas. Un saludo
Gracias Paula, tu claridad me da claridad
Si me lo permites, me gustaría hacerte otra pregunta, referente a los recuperadores de calor.
Veo en algún sitio que la forma de tenerlo en cuenta es disminuir las renovaciones/h (por ejemplo si se necesita 0.6 renov/h y el recuperador tiene una eficacia del 90%, se pondría el 10% s/0.6 = 0.06 ren/h) , ¿es correcto?
¿ Se podrí hacer de otra forma simulando en la pestaña de instalaciones marcando como contribuciones energéticas y poniendo como “fuente de energía renovable” con un porcentaje de reducción de la demanda en calefacción o refrigeración? si fuese así ¿qué porcentaje se podría poner?
Muchas gracias, un saludo
Hola Pedro. Que yo sepa, sólo la última versión de HULC permite introducir recuperador de calor para viviendas. Si el edificio es de otro uso, lo puedes introducir con CALENER. Desconocía el cálculo que planteas. Un saludo!
Hola buenas tardes,
Tengo una duda sobre como definir los cerramientos de unas oficinas integradas en una nave industrial. Dado que tengo que certificar solamente las oficinas, ¿Cómo debo definir los cerramientos que delimitan las oficinas dentro de la nave? ¿y si estos contienen ventanas? El caso es que trabajo en HULC, y aunque vosotros parece que trabajáis más con CE3x, quisiera saber si podéis ayudarme.
Un saludo, y gracias de antemano.
Hola Miguel, las paredes que comentas son particiones interiores verticales en contacto con espacios no habitables. Si utilizas HULC yo de ti modelizaría toda la nave. Al indicar que el espacio de la nave es no habitable, no se suma la superficie al total de superficie que se certifica. Un saludo!
Hola buenos dias ; tengo una duda, como puedo responder a la pregunta siguiente . A efectos de envolvente térmica ¿ que tipos de suelos podemos encontrarnos ?
Hola Sergio. Dos tipos de suelos, en contacto con el terreno y en contacto con el aire exterior. Los forjados que separan espacios habitables de espacios inferiores no habitables son particiones interiores horizontales. Un saludo!
Buenas tardes:
Al cambiar la cubierta totalmente la cubierta de un desván, añadiendo además un asilamiento dentro de los paneles tipo thermochip que antes no tenía ¿se puede considerar que se ha modificado la envolvente térmica del edificio?
Un saludo
Hola Arturo. La cubierta forma parte de la envolvente térmica. Por otro lado, no entiendo muy bien tu pregunta ya que empiezas indicando “Al cambiar la cubierta totalmente…”. Si añade aislamiento modificas su composición y por lo tanto su transmitancia térmica. Otra cosa es que se sustituya la que existe por otra. Un saludo!
Hola, si quiero añadir una terraza exterior para añadirla a la vivienda con un cerramiento que no estaba dentro de la envolvente térmica . Si el cerramiento mejora la envolvente térmica ¿es posible añadir la terraza aunque modifiquemos el anterior cerramiento? ¿habría que certificarlo de nuevo? ¿se invalida el anterior certificado energético?
Gracias
Hola Tomás. El certificado energético es obligatorio para venta o alquiler. Por otro lado, si modificas un cerramiento de la envolvente térmica, lógicamente afectará a su comportamiento energético. En ese caso, puedes actualizar el certificado energético voluntariamente si todavía está vigente. Si fueras a vender o alquilar, lo tendrías que actualizar obligatoriamente. Un saludo!
Hola. En una reforma donde se modifica más del 25% de la envolvente térmica tengo que cumplir el HE-0. Mi duda es… ¿Tengo que cumplir sólo en aquella parte de la envolvente que yo modifico o tengo que cumplir en toda la envolvente del edificio? Lo digo porque tengo un caso donde se coloca un SATE en la fachada (que cumple con la transmitancia exigida en el HE-0) pero no se cambian las ventanas, y éstas no cumplen con el HE-0.
EN este mismo edificio se sustituye la calefacción… se sustituye por una caldera de biomasa y me cumple con el consumo de energía primaria no renovable que marco el HE-0. Pero no me cumple con el consumo de energía final, ya que no instalo fuentes de energía renovables como placas solares. ¿Tendría que cumplir con este apartado o como es una reforma no es necesario?
Otra duda…la envolvente térmica se mide por el interior del edificio o por el exterior ?
Un saludo
Hola Verónica. Revisa bien el ámbito de aplicación del HE. Por lo que comentas, yo creo que tienes que cumplir el HE0 y el HE1. En el caso del HE0 con los dos indicadores de consumo de energía primaria, la total y la no renovable. En el caso del HE1 con las exigencias para el control de la demanda energética, excepto los valores de transmitancia térmica U límite de cada cerramiento. Tienes un párrafo en el apartado del HE1 que explica esto último que te comento. Por otro lado, en la mayoría de los programas de cálculo se mide por el interior, revisa el manual del programa que estés utilizando. Un saludo!