Propuesta metodológica para la caracterización del comportamiento energético pasivo del parque edificatorio residencial existente considerando su contexto urbano

Abstract

El sector de la edificación ha experimentado un gran crecimiento en las últimas décadas, dejando un extenso parque residencial de edificios que ha contribuido a desarrollar y dar forma a la ciudad. La legislación en materia de eficiencia energética empezó a desarrollarse en la década de 1970, coincidiendo con el fin de la etapa de mayor crecimiento del sector. Como consecuencia, gran parte del actual parque de viviendas se encuentra alejado de los estándares promovidos por dicha legislación, provocando que su uso sea responsable de un alto porcentaje del consumo global de energía. Ante esta situación, la evolución de legislación se ha orientado en estos últimos años hacia la intervención en la ciudad consolidada e impulsa, desde la iniciativa de las administraciones públicas, la rehabilitación edificatoria y la regeneración urbana con el objetivo de promover un desarrollo urbano más sostenible. Con ello, surge la necesidad de desarrollar instrumentos que proporcionen ayuda durante la toma de decisiones a administraciones locales y a otros agentes involucrados en los procesos de regeneración urbana. Así, esta tesis propone una metodología para caracterizar el comportamiento energético pasivo del parque edificatorio residencial existente considerando su contexto urbano, de forma que permita realizar un diagnóstico energético de áreas urbanas consolidadas e identificar aquellas con mayor vulnerabilidad energética. La revisión del estado del arte en relación con las herramientas de evaluación de la sostenibilidad urbana y las metodologías de evaluación energética desarrolladas hasta la fecha, ha permitido identificar por un lado, un conjunto de indicadores para evaluar el comportamiento energético pasivo del parque edificatorio residencial (demanda energética de refrigeración (DEr) y de calefacción (DEc) y horas de disconfort térmico en verano (HDv) e invierno (HDi)) y, por otro, un conjunto de covariables que influyen en dicho comportamiento, tanto a nivel de edificio (factor de forma (S/V) y año de construcción (A)) como a nivel urbano (manzana urbana (MU), proporción de calle (H/W) y orientación (O)). Ello permite integrar la perspectiva urbana en la propuesta metodológica, confiriéndole a la misma un enfoque holístico que no se centra únicamente en el edificio como elemento individual y aislado. La metodología se compone de cuatro etapas. En la Etapa I se establece el procedimiento para caracterizar la taxonomía urbana en cuatro escalas: la ciudad, el barrio, la manzana urbana residencial y el edificio. El análisis del Plan General de Ordenación Urbana (PGOU), la cartografía y la información catastral de la ciudad donde se implemente la metodología, será necesario para clasificar los elementos urbanos en las cuatro escalas anteriores. El uso de Sistemas de Información Geográfica (SIG) permite crear una base de datos georreferenciada para tratar dicha información, que se utilizará también en etapas posteriores. Como resultado de esta etapa se obtiene la definición de las covariables y un conjunto de edificios representativos del área urbana. En la Etapa II de la metodología se realiza la evaluación energética de los edificios representativos previamente identificados. Mediante la combinación de las covariables se obtiene un conjunto de hipótesis de cálculo que serán objeto de simulación dinámica. Como resultado, se obtienen los valores de los indicadores energéticos para cada una de las hipótesis planteadas, que constituirán los datos de entrada en la siguiente etapa. La Etapa III tiene como objeto la modelización estadística de los resultados de la evaluación energética mediante la metodología Integrated Nested Laplace Approximation (INLA), basada en la estadística Bayesiana. El tratamiento estadístico de los datos permite obtener un conjunto de cuatro ecuaciones matemáticas para predecir los indicadores energéticos de un área urbana, teniendo en cuenta el efecto de todas las covariables. Además, ello permite identificar la significancia de las mismas y su efecto sobre los indicadores energéticos. En la Etapa IV, el diagnóstico energético es extrapolado desde la escala de edificio a la escala urbana, siguiendo un enfoque bottom-up, de manera que los cuatro indicadores pueden ser determinados para cada edificio que compone un área urbana objeto de estudio. A través del entorno SIG, los resultados son representados en mapas urbanos energéticos, los cuales proporcionan la interfaz gráfica a la metodología. Por último, la propuesta metodológica se implementa en la ciudad de Castellón de la Plana, seleccionada como caso de estudio. Los resultados muestran el diagnóstico energético de todo un barrio que, representados en mapas urbanos energéticos, permiten identificar con facilidad aquellas zonas urbanas que tienen asociado un peor comportamiento y que requieren con mayor urgencia intervenciones de rehabilitación. El análisis en profundidad de la influencia de las covariables sobre los indicadores que evalúan el comportamiento energético pasivo del parque edificatorio residencial, permite sugerir ciertas estrategias que podrían ser implementadas a nivel de barrio existente y también a nivel de nuevos desarrollos urbanos, con el fin de conseguir ahorros energéticos y mejorar el confort térmico de sus habitantes.