Análisis multicriterio de la eficiencia de medidas de rehabilitación de viviendas mediante el enfoque de ciclo de vida : propuesta metodológica

Pombo Rodilla, Olatz (2016). Análisis multicriterio de la eficiencia de medidas de rehabilitación de viviendas mediante el enfoque de ciclo de vida : propuesta metodológica. Tesis (Doctoral), E.T.S. Arquitectura (UPM). https://doi.org/10.20868/UPM.thesis.42315.

Descripción

Título: Análisis multicriterio de la eficiencia de medidas de rehabilitación de viviendas mediante el enfoque de ciclo de vida : propuesta metodológica
Autor/es:
  • Pombo Rodilla, Olatz
Director/es:
  • Neila González, Francisco Javier
  • Rivela Carballal, Beatriz
Tipo de Documento: Tesis (Doctoral)
Fecha: 2016
Materias:
Escuela: E.T.S. Arquitectura (UPM)
Departamento: Construcción y Tecnología Arquitectónica
Licencias Creative Commons: Reconocimiento - Sin obra derivada - No comercial

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Resumen

Las investigaciones llevadas a cabo para mejorar la eficiencia energética y reducir el consumo de los edificios han proliferado notablemente en los últimos años. Asimismo, las administraciones públicas han realizado esfuerzos significativos con el fin de promover la mejora del parque edificatorio existente, con el fin de cumplir con los compromisos europeos para el “Horizonte 2020”. Las actuaciones de rehabilitación residencial, han sido evaluadas únicamente en términos de ahorro energético y de emisiones de CO2, durante la fase de uso del edificio. Algunas investigaciones revelan que a medida que se reduce el consumo energético durante la etapa de uso, el resto de etapas del ciclo de vida de la edificación adquieren mayor importancia, llegando a ser comparables entre sí. Por ello, considerar el ciclo de vida completo del edificio es fundamental para evaluar el potencial real de mejora de comportamiento del parque residencial existente. Dado que en España esta visión integral no está siendo contemplada, se cuestiona si las medidas de rehabilitación energética que se están aplicando actualmente en el contexto edificatorio español son adecuadas, si se incorpora el punto de vista ambiental y económico, desde la perspectiva de Ciclo de Vida. En este contexto, se ha planteado la presente investigación, cuyo objetivo principal ha sido el desarrollo de una metodología multicriterio para el análisis comparativo de la eficiencia de las estrategias actuales de rehabilitación, combinando la evaluación del comportamiento energético, ambiental y económico mediante el Enfoque de Ciclo de Vida. Esta propuesta metodológica parte de una revisión crítica de las metodologías de evaluación existentes a nivel internacional, identificando las hipótesis de partida ya consensuadas y asentadas en la comunidad científica, detectando, asimismo, las carencias existentes. El Análisis de Ciclo de Vida (ACV) y Coste de Ciclo de Vida (CCV) se han combinado mediante el método de optimización de Pareto, permitiendo determinar las estrategias más adecuadas en cada caso. Los impactos ambientales se han expresado en valores monetarios, obteniendo una métrica única que facilitase la combinación de los resultados ambientales y económicos. Con el fin de ilustrar la metodología desarrollada, se ha definido un modelo de edificio, que se enmarca en un periodo de construcción representativo, la década de los 60, y que es común a tres localidades con gran construcción de vivienda en esta época y con climas diferenciados: Madrid, Bilbao y Sevilla. Adicionalmente, se plantean cuatro escenarios de rehabilitación, evaluando no sólo las estrategias actuales de rehabilitación (escenario E1), sino también escenarios cada vez más exigentes en términos de demanda energética: desde el cumplimiento del CTE para rehabilitación y nueva edificación (escenarios E2A y E2B, respectivamente) hasta el cumplimiento del estándar Passivhaus (escenario E3). Las estrategias de rehabilitación se centran en actuaciones de mejora de la envolvente. En base a las soluciones más representativas de cada localidad, se han fijado las medidas de rehabilitación para los escenarios definidos, atendiendo a las exigencias de demanda energética de cada escenario en cada ciudad. La aplicación de la metodología ha posibilitado ajustar la propia metodología y definir los criterios de optimización, a partir de los cuales se ha procedido al análisis multicriterio de las estrategias de rehabilitación, permitiendo la identificación de las soluciones más adecuadas en cada caso de estudio, desde el punto de vista ambiental y económico, considerando el ciclo de vida completo del edificio. Los resultados obtenidos han contribuido al debate sobre la pertinencia de las prácticas de rehabilitación actuales y las políticas de rehabilitación que han sido objeto de estudio en las ciudades de Madrid, Bilbao y Sevilla. Los casos de estudio analizados en la presente investigación han mostrado que, para el tipo de edificio analizado, las estrategias actuales de rehabilitación son cuestionables desde el punto de vista ambiental y económico. Asimismo, el cumplimiento del Código Técnico para nueva edificación, en este caso de estudio, es el único escenario que es recomendable para las tres ciudades. En Madrid y Bilbao, la inversión adicional con respecto a un escenario menos exigente (p. ej. E2A) es baja (9% y 11% respectivamente), en comparación con los ahorros ambientales (24% y 56% respectivamente) y económicos (42% y 150% respectivamente) extra que se pueden conseguir. Por lo que se puede concluir, que las estrategias actuales de rehabilitación son cuestionables si se incorpora la perspectiva ambiental y económica de Ciclo de Vida. ABSTRACT The amount of research carried out in building renovation has significantly increased over recent years. Following the European commitment of “Horizon 2020”, public administrations have made significant efforts towards energy efficiency improvement in existing buildings. The problem is that housing renovation is assessed only in terms of annual energy savings and reduction of CO2 emissions. However, some authors conclude from their research that after retrofitting a building, the energy use decreases, but this is accompanied by an increase in use of materials, which increases the demands on production energy. Therefore, the embodied energy of building materials increases and the energy use in the operation phase is comparable to those of other phases. This highlights the need to apply a Life Cycle Approach in order to find the optimal retrofitting solutions, and to identify de real improvement potential of housing renovation. Since this is not being considered in Spain, it may be challenged whether the current energy saving measures that are being applied in the Spanish building context, are suitable if the environmental and economic Life Cycle Approach is considered. Therefore, the main objective of the research has been the development of a multi-criteria methodology for the comparative assessment of the efficiency of the current retrofitting strategies, combining energy, environmental and economic evaluation, from the Life Cycle Approach. A critical review of the methods and tools that are currently used to evaluate housing building retrofits, enable to identify the assumptions accepted by the scientific community, in order to be integrated in the methodology. Life Cycle Assessment (LCA) and Life Cycle Cost (LCC) are combined by expressing environmental impacts in monetary values. A Pareto optimization is used to select the preferred strategies. The methodology is illustrated by three case studies in order to provide an in-depth understanding of the approach followed. To do so, a representative building model is defined according to a representative construction period, the 1960s, that is common to the three cities selected, which have a large stock built in this period and different climates: Madrid, Bilbao and Seville. Moreover, four retrofitting scenarios are proposed, evaluating not only the current energy saving measures (scenario E1), but also scenarios with increasingly demanding requirements in terms of energy demand, from the achievement of the Spanish Building Regulation (CTE) for both existing and new buildings (scenarios E2A and E2B, respectively), up to the Passivhaus standard (scenario E3). Energy-efficient renovation strategies are focused on the improvement of the building envelope. Thus, on the basis of the most representative solutions in each city, retrofitting measures for each scenario are proposed, adapting them to the energy demand requirements of each scenario in each city. The application of the methodology in the case studies has helped to adjust the methodology itself, and to define the optimization objectives. Thereafter, the multi-criteria assessment of the defined energy saving measures is conducted, identifying the most suitable solutions in each case study. On the other hand, results have contributed to the debate on the adequacy of the current renovation practices and policies that have been analyzed in Madrid, Bilbao and Seville. The cases studies assessed within this research show how current renovation strategies seem unsuitable from the environmental and economic approach. Furthermore, the achievement of the Spanish Building Code (CTE) for new buildings, in this case study, is the only scenario that seems adequate for the three cities. In Madrid and Bilbao, the additional investment needed compared to a lower insulation level of the building envelope (i.e. scenario E2B compared to scenario E2A) is not so high (9% and 11% respectively) while it leads to important extra environmental (24% and 56% respectively) and financial (42% and 150% respectively) savings. These findings indicate that the current retrofitting solutions applied in the Spanish building context are questionable, if the environmental and economic life cycle approach is included.

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ID de Registro: 42315
Identificador DC: http://oa.upm.es/42315/
Identificador OAI: oai:oa.upm.es:42315
Identificador DOI: 10.20868/UPM.thesis.42315
Depositado por: Archivo Digital UPM 2
Depositado el: 11 Jul 2016 10:42
Ultima Modificación: 30 Dic 2016 23:30
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