Sistemática para la evaluación de soluciones constructivas para fachadas desde la sostenibilidad TALLER 31: MATERIALES PARA ARQUITECTURA SOSTENIBLE INTRODUCCIÓN La industria de la construcción supone un impacto ambiental tanto por la utilización de materiales provenientes de recursos naturales, como por el uso de grandes cantidades de energía que se necesita para fabricar los productos de construcción finales y para su instalación en obra. No se pueden olvidar también los costes ecológicos que suponen tanto la extracción de los recursos minerales, como la deposición de los residuos originados en su fabricación e instalación en obra. Al final de su vida activa, también los edificios originan una gran cantidad de residuos. Los factores sobre los que nos podemos guiar para contribuir a una construcción sostenible son: • Finalidad de la construcción • Energía embebida • Vida útil • Huella de carbono • Rendimiento del material • Reciclabilidad CRITERIOS DE SOSTENIBILIDAD Ubicación adecuada del proyecto e integración en su entorno más próximo. Calidad del ambiente interior. Implantación de sistemas para el ahorro energético. Empleo óptimo de los recursos naturales. CRITERIOS DE SOSTENIBILIDAD Impacto ambiental de los materiales de construcción. Fase de extracción de materas primas Fase de producción y fabricación Fase de empleo y uso racional Fase de residuo de construcción y demolición CARACTERÍSTICAS DE LA VIVIENDA UNIFAMILIAR La vivienda se desarrolla a partir de un semisótano, planta baja y planta primera. La estructura portante se resuelve mediante muros, pilares y forjados de hormigón armado. La cubierta es de teja cerámica curva con formación de pendientes a base de tabiques de ladrillo hueco. Cerramiento exterior El cerramiento exterior (fachada) se compone de una hoja exterior de ladrillo cerámico caravista, un enfoscado de mortero hidrófugo, aislamiento de lana de vidrio, ladrillo cerámico hueco y un enlucido de yeso. Total de superficie de fachada: 417,46m² ESPECIFICACIONES DE APLICACIÓN 1) Entorno, condiciones climáticas Clima mediterráneo, caracterizado por ser suave y húmedo. Es un clima cálido, sin temperaturas ni condiciones extremas. 2) Exigencias funcionales de las fachadas Exigencias higrotérmicas, de calidad de aire, acústicas, luminosas y de visión. Transmitancia límite de muros de fachada: U=0,82W/m²K 3) Análisis del ciclo de vida Análisis del consumo energético y emisiones de dióxido de carbono en las distintas fases de la vida útil de la fachada. 4) Residuos de construcción y demolición Determinación y cuantificación de los residuos generados en la fase de construcción de la fachada, y al final de su vida útil. ENERGÍA EMBEBIDA Y EMISIÓN DE CO2 Fachada ladrillo caravista Energía (MJ) 1400000,00 1200000,00 1000000,00 800000,00 600000,00 400000,00 200000,00 0,00 Producción materias primas Fabricación del Transporte Utilización material (puesta en obra) Fase de la vida útil Tratamiento de residuos de demolición Em isión CO2 200000,00 150000,00 100000,00 50000,00 0,00 Producción materias primas Fabricación del material Transporte Fase de la vida útil Utilización (puesta en obra) Tratamiento de residuos de demolición Fases de mayor consumo energético y emisiones de CO2: producción de materias primas y fabricación. El ladrillo caravista es el principal responsable, ya que predomina y requiere mucha energía. ENERGÍA EMBEBIDA Y EMISIÓN DE CO2 Fachada con revestimiento monocapa Fachada de bloque de hormigón con revestimiento de piedra Energía (MJ) Energía (MJ) 600000,00 500000,00 400000,00 300000,00 200000,00 100000,00 0,00 Producción materias primas Fabricación del material Transporte Utilización (puesta en obra) Fase de la vida útil Tratamiento de residuos de demolición 700000,00 600000,00 500000,00 400000,00 300000,00 200000,00 100000,00 0,00 Producción materias primas Fabricación del material Transporte Utilización (puesta en obra) Fase de la vida útil Tratamiento de residuos de demolición Em isión CO2 Em isión CO2 50000,00 40000,00 30000,00 20000,00 10000,00 0,00 Producción materias primas Fabricación del material Transporte Utilización (puesta en obra) Tratamiento de residuos de demolición Fase de la vida útil Diferenciada en la hoja principal, implica una reducción considerable de energía consumida y CO2 emitido. 60000,00 50000,00 40000,00 30000,00 20000,00 10000,00 0,00 Producción materias primas Fabricación del material Transporte Utilización (puesta en obra) Fase de la vida útil Bloque hormigón: Baja energía/Kg. Fases de transporte y tratamiento de residuos consumen mayor energía. Tratamiento de residuos de demolición ENERGÍA EMBEBIDA Y EMISIÓN DE CO2 Fachada de hormigón Fachada ventilada mediante paneles de madera Energía (MJ) Energía (MJ) 1600000,00 1400000,00 1200000,00 1000000,00 800000,00 600000,00 400000,00 200000,00 0,00 700000,00 600000,00 500000,00 400000,00 300000,00 200000,00 100000,00 0,00 Producción materias primas Fabricación del material Transporte Utilización (puesta en obra) Fase de la vida útil Producción materias primas Tratamiento de residuos de demolición Fabricación del material Transporte Utilización (puesta en obra) Fase de la vida útil Tratamiento de residuos de demolición Em isión CO2 Em isión CO2 250000,00 200000,00 150000,00 100000,00 50000,00 0,00 500000,00 400000,00 300000,00 200000,00 100000,00 0,00 Producción materias primas Fabricación del material Transporte Utilización (puesta en obra) Tratamiento de residuos de demolición Fase de la vida útil Hormigón armado principal causante del consumo energético. Mayor peso y volumen. Mucha energía en su puesta en obra. Producción materias primas Fabricación del material Transporte Utilización (puesta en obra) Tratamiento de residuos de demolición Fase de la vida útil Ladrillo perforado semejante al caravista. Fachada ligera: 1 hoja de fábrica. Ahorra en cerámica y mortero. ENERGÍA EMBEBIDA Y EMISIÓN DE CO2 COMPARATIVA 2000000,00 1800000,00 1600000,00 1400000,00 1200000,00 C aravis ta 1000000,00 800000,00 R ev. Monoc apa 600000,00 B loque horm + rev. piedra 400000,00 200000,00 ón Hormigón bi em be a gí er en V entilada paneles madera Fase de transporte: Fachadas bloque de hormigón y hormigón armado suponen mayor consumo energético Tr at am ie n to To ta l s id re de da ic i m ol de de uo s Ut iliz ac ió n or te sp Tr an lm at er ia l as de ci ón ica br Fa Pr od uc ci ón m at er ia s pr im 0,00 Fachadas de mayor energía embebida: caravista y ventilada. Debido a su carácter cerámico. Fase de construcción: el consumo depende de si se trata de 1 o 2 hojas, y del tamaño de las piezas. Mantenimiento: materiales cerámicos (caravista) escaso mantenimiento y durabilidad. Tratamiento residuos: depósito en vertedero, por tanto depende de la ejecución material. RESIDUOS DE CONSTRUCCIÓN Y DEMOLICIÓN Residuos de construcción Residuos de construcción (t) Residuos de construcción 8 Caravista 7,47 6 Rev. Monocapa 4,69 4 Bloque horm. + rev piedra 4,82 Hormigón 1,86 Ventilada, panel madera 4,62 Tipo de fachada 2 0 Caravista Rev. Monocapa Bloque horm. + rev piedra Hormigón Las fachadas de la zona objeto de estudio se caracterizan por una gran generación de residuos de construcción. Dichos residuos provienen de la ejecución de las fábricas. Fachada caravista requiere de gran cantidad de piezas. Ventilada, panel madera RESIDUOS DE CONSTRUCCIÓN Y DEMOLICIÓN Residuos de construcción y demolición RCD de naturaleza no pétrea (t) RCD de naturaleza pétrea (t) RCD potencialmente peligrosos (t) TOTAL Caravista 1,27 136,15 0,3 137,72 Rev. Monocapa 1,39 96,9 0,3 98,59 Bloque horm. + rev piedra 1,57 204,81 0,18 206,56 Hormigón 9,54 189,79 0,15 199,48 Ventilada, panel madera 5,27 83,37 0,009 88,649 Tipo de fachada 250 200 150 100 R C D de naturalez a no pétrea (t) R C D de naturalez a pétrea (t) Residuos deconstrucción y dem olición (t) 250 200 150 50 RCD potenc ialmente peligros os (t) 100 50 0 Ca R e ra v v. is ta B l M. oq .. u Ho e .. rm . V e ig nt ón ila d. . 0 Caravista Rev. Monocapa Bloque horm. + rev piedra Hormigón Ventilada, panel madera Residuos generados al final del ciclo de vida son mayoritariamente cerámicos y de hormigón. Fachada ventilada representa poco volumen, debido a la utilización de elementos industrializados. PROPUESTA DE MATERIALES SOSTENIBLES MATERIALES PARA FÁBRICAS Bloque de arcilla aligerada Bloque de cáñamo Ahorro en estructura, en mortero, en materiales aislantes y en mano de obra. Bloque de tierra comprimida Fácil de obtener. Requiere un 1% de la energía necesaria para producir un ladrillo. Elevado aislamiento térmico y acústico, y gran inercia térmica. Bloque conglomerado madera y cemento Componentes naturales como la madera reciclada y el cemento Portland. PROPUESTA DE MATERIALES SOSTENIBLES AISLAMIENTOS Lana mineral de vidrio Cáñamo Buena capacidad de regulación higrotérmica. Materiales inorgánicos abundantes en la naturaleza. Pura lana virgen Corcho aglomerado Elaboradas con corcho 100% puro. No necesita de un horneado altas temperaturas. PROPUESTA DE MATERIALES SOSTENIBLES PANELES Panel composite de fibras madera y poliamidas recicladas Panel de cartón yeso Aporta ventajas de ambos materiales. Minimización de residuos de construcción y demolición. Panel de fibras de madera Tablero de virutas polietileno reciclado Material reciclado de óptimo comportamiento al impacto, la humedad y la corrosión. Tablero de moqueta Elaborado con fibras y resinas de madera y cola naturales. Procedente de residuos de otras grandes industrias como la del automóvil. PROPUESTA DE MATERIALES SOSTENIBLES REVESTIMIENTOS CONTINUOS Cal hidráulica natural Aglomerante completamente natural. Revestimiento mineral para muros Incorpora aditivos de origen vegetal. COMPONENTES PARA HORMIGÓN Cemento sobresulfatado Un 95% menos de emisiones de CO2 que el cemento CEMI. Cenizas de cáscara de arroz Reducción de los costes energéticos. Pintura semimineral Bajo contenido en resina y exenta de disolventes. Pintura aislante Reduce el consumo de energía en un 25% en calefacción. PROCESOS SOSTENIBLES DE FABRICACIÓN Maquinaria para ladrillos ecológicos Ausencia de emisiones contaminantes y elementos agresores en la fabricación de ladrillos. Ladrillos cocidos con biogás Gas procedente de vertedero de residuos sólidos urbanos. PROPUESTA DE MATERIALES SOSTENIBLES COMPARATIVA Energía (MJ/Kg) Energía (MJ/Kg) Panel fibras de madera Lana de oveja Panel cartón yeso Cáñamo Bloque conglomerado madera cemento Corcho Bloque de cañamo Lana de roca Bloque de tierra comprimida Fibra de vidrio Bloque de cerámica aligerada Poliuretano proyectado Ladrillo cerámico caravista Poliestireno expandido 0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 0 20 40 Panel fibras de madera Lana de oveja Panel cartón yeso Cáñamo Bloque conglomerado madera cemento Corcho Bloque de cañamo Lana de roca Bloque de tierra comprimida Fibra de vidrio Bloque de cerámica aligerada Poliuretano proyectado Ladrillo cerámico caravista Poliestireno expandido 0,5 1 80 100 120 140 CO2 (Kg/Kg) CO2 (Kg/Kg) 0 60 1,5 2 2,5 3 3,5 Los materiales con composición de fibras vegetales representan el mayor consumo energético. Energía para el BTC es prácticamente nula. 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Los aislantes minerales disponen de gran cantidad de recursos en la naturaleza. Materiales de naturaleza orgánica son los idóneos. Recursos renovables. FACHADAS SOSTENIBLES Material Kg/m² Producción materias primas (MJ) Emisión CO2 (Kg) Mortero de cemento 50,69 50,69 4,5621 Bloque de cerámica aligerada 166,04 830,2 38,1892 Fibra de vidrio 0,68 21,76 1,156 Panel cartón yeso 13,5 84,05 6,44 TOTAL 230,91 986,70 50,35 Material Kg/m² Producción materias primas (MJ) Emisión CO2 (Kg) Mortero de cal 336 201,6 6,72 Bloque de tierra comprimida 3000,00 157,5 7,875 0,315 4 15,76 0,96 Energia concum . para la producción m aterias prim as (MJ) 2000,00 Panel corcho 1000,00 Energia concum . para la producción m aterias prim as (MJ) 3000,00 2000,00 1000,00 0,00 Fachada caravista Fachada termoarcilla Bloque tierra comprimida Bloque cnglomerado madera cemento CO2 emitido para la producción materias primas (Kg) 400 300 200 100 0 Fachada caravista Fachada termoarcilla Bloque tierra comprimida Bloque cnglomerado madera cemento 0,00 Panel cartón yeso 13,5 Fachada caravista Fachada termoarcilla 84,05 Bloque tierra comprimida 6,44 Bloque cnglomerado madera cemento 14,435 TOTAL 511,00 309,29 Material Kg/m² Producción materias primas (MJ) Emisión CO2 (Kg) Mortero de cemento 67,4 67,4 6,066 80 259,2 72,8 1,2 15,78 0,972 Panel cartón yeso 13,5 84,05 6,44 TOTAL 162,10 426,43 86,278 Bloque conglomerado madera cemento Aislamiento de cáñamo Existen muchas posibilidades de composición de fachadas más sostenibles que la caravista. La utilización de materiales de bajo impacto ambiental implican una reducción de energía de hasta un 80%, como es el caso del BTC. Además, se obtienen fachadas más ligeras. FACHADAS SOSTENIBLES IMPACTO ECONÓMICO Precio del m² de fachada caravista: 109,69 euros Material Euros/m² Mortero de cemento Bloque de cerámica aligerada 24 Material Euros/m² Material Euros/m² Mortero de cal 65 Mortero de cemento 3 Bloque de tierra comprimida 30 Bloque conglomerado madera cemento Aislamiento de cáñamo 25 Fibra de vidrio 1,81 Panel corcho 9,6 Panel cartón yeso 20,9 Panel cartón yeso 20,9 Panel cartón yeso 20,9 TOTAL 46,71 TOTAL 125,5 TOTAL 53,36 Las fachadas resueltas con materiales sostenibles resultan más económicas, fundamentalmente al requerir menor mano de obra. 4,46 CONCLUSIONES Las fachadas que comúnmente utilizamos suponen un gran impacto al medio ambiente, siendo necesario seguir otros criterios de selección de materiales. Las fachadas de doble hoja cerámica, en concreto la caravista, son inadecuadas. Con la ejecución de fachadas de una sola hoja y con piezas de gran formato se requiere menor energía y tiempo, además de generar menos residuos de construcción, que se traduce en menor energía para sus tratamientos. La utilización de trasdosados también reúnen las mencionadas ventajas, además de hacer más sencilla la posterior demolición selectiva. Como fachada sostenible hay que añadir la ventilada, que como hemos visto, resulta más ligera al disponer de una cámara de aire que aporta resistencia térmica, reduciendo así el espesor y cantidad de materiales. En definitiva, estas posibilidades de combinación unidas a la utilización de materiales de bajo impacto ambiental, originan lo que podríamos llamar la fachada sostenible idónea. FIN
