La evaluación del impacto ambiental de la envolvente del edificio como herramienta de apoyo en la fase de diseño, aplicada a viviendas

Abstract

Esta tesis se plantea, como objetivo principal, definir un modelo de evaluación de los impactos ambientales vinculados a la envolvente de los edificios, para poder asignarles una valoración mediante indicadores de sostenibilidad reconocidos. Estos indicadores podrían incrementar la información que los catálogos aportan al diseñador en la selección de soluciones constructivas. Así mismo, con este modelo de evaluación, se pretende contribuir al desarrollo de una herramienta, de aplicación en España, que apoye al diseñador, para que éste pueda valorar el comportamiento medioambiental de las diferentes alternativas en la fase inicial del diseño.

El diseñador dispone mediante el análisis de ciclo de vida (ACV) de una metodología que le permite evaluar los impactos ambientales del edificio en las primeras etapas del diseño, pero su aplicación requiere mucho tiempo y una cualificación que normalmente resulta incompatible con sus condiciones de trabajo. Además, para poder valorar las diferentes opciones, el diseñador no solo precisa conocer todos los impactos considerados en función de las múltiples variables; sino que necesita poder comparar los diferentes valores entre sí. Y para ello, lo ideal es disponer de esta información antes de seleccionar una opción u otra, es decir, antes de realizar su proyecto. La metodología planteada en esta tesis se basa en la aplicación de un ACV simplificado a un caso de estudio considerando diferentes combinaciones de la envolvente, diferentes orientaciones del edificio y distintas zonas climáticas para calcular los indicadores ambientales, previamente seleccionados, en todas las fases del ciclo de vida del edificio. Para proceder a la selección de los indicadores, ha resultado necesario establecer claramente los objetivos de sostenibilidad y determinar cuáles son los criterios de selección a utilizar. La información obtenida al evaluar múltiples opciones de la envolvente es cuantificable y ha permitido disponer de suficientes datos estadísticos para la construcción de los indicadores ambientales basándose en un sistema de regresión múltiple. A partir del valor asignado a cada uno de los indicadores en las diferentes fases del ciclo de vida del edificio, el proyectista puede disponer de información medioambiental en tiempo real de cada solución constructiva en la fase inicial del diseño. Los impactos se han calculado en función de la proporción geométrica de los elementos que integran cada solución constructiva, lo que permite al diseñador adaptar los datos para la obtención de resultados según su proyecto. El modelo definido ha permitido asignar valores a los indicadores desarrollados: emisiones de CO2, consumo de energía, consumo de agua potable, residuos generados peligrosos y no peligrosos y costes de inversión, mantenimiento y uso. Estos resultados, una vez ponderados se han plasmado en una matriz de Excel. La herramienta permite modificar los parámetros implicados a fin de efectuar estudios de sostenibilidad y extraer conclusiones.

The aim of this thesis is to define an evaluation model of environmental impacts of building envelopes, which allows to estimate scientifically recognized sustainability indicators for different assemblies. These indicators will increase the information that existing catalogues show to support designers in the selection of constructive assemblies. Additionally, this evaluation model is aimed to be useful for the development of a future tool which allows designers to evaluate the environmental behavior of different alternatives from the initial phases of design. Life Cycle Analysis (LCA) represents a means to evaluate the environmental impacts of buildings in the early stages of design, but its use requires much time and a qualification that normally turns out to be incompatible with designers’ work conditions. In addition, to be able to evaluate the different alternatives, designers not only need to investigate all the possible impacts depending on the multiple variables; but it is also necessary to compare the different results between them. This implies that this information should ideally be at disposal of designers before they embark upon the development of their projects. The methodology developed in this thesis is based on a simplified LCA which is applied to a case of study considering different envelope assemblies, building orientations and climatic zones. Environmental indicators are calculated for the envelope assemblies, considering all the phases of the building life cycle. A previous selection of environmental indicators was made for which it was necessary to clearly establish the aims of sustainability and determine a set of selection criteria. The evaluation of the different envelope assemblies produced enough numerical data for statistical treatment, and the environmental indicators model was built based on a system of multiple regressions. From the value assigned to each of the indicators in the different phases of the building life cycle, designers dispose of environmental real time information of every constructive assembly from the initial phases of design. Impacts are calculated depending on the geometry of the different elements that constitute each constructive assembly; what allows designers to obtain project-related results by simply providing geometric information for the different materials involved. The defined model allowed to determine values for the developed indicators: CO2 emissions; energy consumption; consumption of drinking water; hazardous and nonhazardous waste; and investment, maintenance and use costs. These results, once weighted, were plot in an Excel matrix. The tool allows the modification of parameters in order to conduct studies and draw conclusions.