La Universidad de Sevilla publica el «Catálogo BIM-ZEN. Elementos constructivos para envolventes sostenibles en modelos BIM

La crisis climática es una realidad innegable que exige medidas urgentes. Y el sector de la construcción es uno de los principales responsables de las emisiones de carbono. No en vano, es responsable de más del 40% de las emisiones contaminantes en la Unión Europea. Por ello, reducir el impacto ambiental de los edificios es crucial para alcanzar los objetivos de sostenibilidad. Para ayudar a este conseguirlo, el grupo de investigación de la Universidad de Sevilla, DATUS-Lab: Digital Architecture for Sustainability Lab (TEP-986) ha publicado el «Catálogo BIM-ZEN. Elementos constructivos para envolventes sostenibles en modelos BIM».

Este catálogo, que ofrece una guía para la selección de soluciones constructivas sostenibles en el diseño de envolventes de edificios residenciales, tiene el objetivo de convertirse en una herramienta clave para arquitectos y técnicos para reducir el carbono operativo e incorporado en los edificios. 

En concreto, el catálogo ofrece un análisis detallado y una evaluación ambiental, económica y social de diferentes soluciones constructivas para los principales elementos de la envolvente térmica de los edificios: cubiertas, fachadas, ventanas y puertas. Así, el documento facilita la elección de soluciones con las que reducir las emisiones de carbono a lo largo del ciclo de vida de los edificios, minimizando costes y maximizando beneficios sociales.

¿Qué es el Catálogo BIM-ZEN?

El Catálogo BIM-ZEN es un documento que ofrece información detallada sobre soluciones constructivas sostenibles para envolventes de edificios. Los usuarios, principalmente profesionales de la arquitectura y técnicos especializados en edificación residencial, van a encontrar en él opciones para el contexto español, facilitando así la toma de decisiones técnicas basadas en datos verificables y actualizados.

El objetivo principal del catálogo es guiar a los profesionales en la selección de alternativas constructivas que reduzcan las emisiones de carbono y ayuden a disminuir la huella ambiental de los edificios. Para ello, el documento realiza un análisis exhaustivo de los principales elementos que componen la envolvente térmica: cubiertas, fachadas, ventanas y puertas. 

Cada solución constructiva se ha sometido a una triple evaluación: ambiental, económica y social. Gracias a esta investigación, los profesionales van a acceder a información completa sobre el impacto real de cada alternativa y tener una visión integral para tomar decisiones más conscientes durante la fase de diseño.

El estudio realiza una triple evaluación de soluciones constructivas: ambiental, económica y socia

La metodología empleada se basa en el Análisis de Sostenibilidad del Ciclo de Vida (ASCV), un enfoque que integra tres perspectivas complementarias. El catálogo examina cada solución mediante el Análisis del Ciclo de Vida (ACV), los Costes del Ciclo de Vida (CCV) y el Análisis del Ciclo de Vida Social (ACVS). 

Metodología y datos utilizados

El Catálogo BIM-ZEN se fundamenta en un exhaustivo análisis de más de 90.000 combinaciones de materiales para envolventes de edificios. A causa de este amplio espectro de soluciones constructivas, el documento permite ofrecer alternativas adaptadas a diferentes necesidades y contextos tras la evaluación realizada por los investigadores siguiendo criterios ambientales, económicos y sociales para identificar las opciones más sostenibles.

La metodología empleada se ha basado en normas técnicas reconocidas internacionalmente para garantizar la fiabilidad de los resultados. Por ello, cada paso del proceso ha seguido protocolos estandarizados con el objetivo de asegurar la trazabilidad y transparencia de los datos. 

Las fuentes de datos utilizadas provienen de referencias contrastadas en el sector. Entre ellas se encuentra la base de datos ecoinvent, que proporciona información ambiental precisa sobre los impactos de los materiales a lo largo de su ciclo de vida. Para los aspectos económicos y sociales, el estudio utiliza el Generador de precios de la construcción de CYPE y la Base de Costes de la Construcción de Andalucía (BCCA).

El análisis verifica 90.000 combinaciones de materiales, ofreciendo datos fiables

Asimismo, el catálogo considera las seis zonas climáticas establecidas en el Código Técnico de la Edificación español, adaptando las soluciones a las particularidades de cada región. Esta diferenciación, según explican, ha sido fundamental para optimizar el comportamiento térmico de los edificios según su ubicación geográfica. Así, los profesionales encontrarán opciones específicas para cubiertas, fachadas, ventanas y puertas que responden eficazmente a las condiciones climáticas de su zona de trabajo.

Contenido del catálogo

El Catálogo BIM-ZEN sigue el formato del Catálogo de Elementos Constructivos del CTE con el objetivo de facilitar su adopción e implementación en los procesos de diseño arquitectónico actuales. De este modo, los usuarios van a contar con una organización clara y coherente que permite localizar rápidamente la información necesaria para sus proyectos específicos.

Cada solución constructiva se presenta mediante fichas técnicas completas que incluyen todos los datos relevantes para una correcta evaluación. Las fichas proporcionan una descripción general de la solución, su código BIM-ZEN y su correspondencia con el código del Catálogo de Elementos Constructivos del CTE. 

Asimismo, también incorporan información sobre la zona climática óptima y la transmitancia térmica de la solución, factores determinantes para su eficiencia energética. Un aspecto diferencial de estas fichas es la inclusión de indicadores precisos sobre los impactos ambientales, económicos y sociales de cada solución. 

El catálogo aborda los principales tipos de cerramientos que componen la envolvente térmica. En cubiertas, analiza tres tipologías fundamentales: plana transitable, plana no transitable e inclinada. Para fachadas, estudia seis variantes: bioclimática, muro cortina, prefabricada, SATE, ventilada y tradicional. En puertas y ventanas, se centra en soluciones con madera, material que ofrece excelentes prestaciones térmicas y bajo impacto ambiental.

El Plug-in para Autodesk Revit

El grupo de investigación de la Universidad de Sevilla ha desarrollado un plug-in interactivo para Autodesk Revit, diseñado para facilitar el uso de los datos del «Catálogo BIM-ZEN» en modelos BIM. Este plug-in permite a los profesionales de la arquitectura y la construcción evaluar y comparar soluciones constructivas en tiempo real, optimizando así el proceso de diseño y selección de materiales.

El plug-in ha sido desarrollado utilizando el lenguaje de programación C# con WPF y una arquitectura MVVM. Esta combinación tecnológica asegura una interfaz de usuario intuitiva y una experiencia fluida al interactuar con los datos del catálogo. El diseño del plug-in se ha llevado a cabo en varias fases, cada una enfocada en mejorar la funcionalidad y la usabilidad del producto final.

El plug-in Revit facilita el uso de datos BIM-ZEN en modelos, optimizando el diseño y la selección

Para utilizar el plug-in, los usuarios deben seguir una serie de pasos sencillos. Primero, abren un modelo en Autodesk Revit y seleccionan los elementos de la envolvente que desean analizar. Luego, eligen la zona climática correspondiente y seleccionan el tipo de cerramiento, los materiales y los espesores que desean evaluar. El plug-in calcula automáticamente los impactos ambientales, económicos y sociales de las soluciones seleccionadas, proporcionando una evaluación completa y detallada.

El plug-in ofrece información detallada sobre los datos generales de cada solución, incluyendo los materiales, espesores y resultados de los análisis realizados. Esta información es esencial para tomar decisiones durante la fase de diseño. Además, el plug-in complementa el uso del catálogo en formato PDF, permitiendo a los usuarios acceder a la información de manera rápida y eficiente, tanto en formato digital como impreso.

Recomendaciones y conclusiones de la investigación

El estudio destaca la importancia de considerar todas las capas de los cerramientos desde las primeras fases del diseño, ya que los materiales seleccionados pueden influir significativamente en el impacto ambiental, económico y social del edificio a lo largo de su ciclo de vida. Entre las principales recomendaciones y conclusiones destacan:

• Importancia de considerar todas las capas de los cerramientos: El estudio subraya que es crucial considerar todas las capas de los cerramientos desde las primeras fases del diseño. Los materiales seleccionados tienen una influencia significativa en el impacto ambiental, económico y social del edificio a lo largo de su ciclo de vida. Por lo tanto, un análisis exhaustivo de cada componente es esencial para tomar decisiones informadas y sostenibles.
• Transmitancia térmica y su impacto no siempre proporcional: Se ha demostrado que las soluciones con menor transmitancia térmica, diseñadas para zonas climáticas más exigentes, no siempre generan menores impactos ambientales. Esto implica que buscar únicamente la transmitancia más baja no garantiza la solución más sostenible. Es fundamental evaluar el ciclo de vida completo de los materiales y la cantidad de material utilizada.
• Priorizar soluciones con menos materiales y mejor comportamiento térmico: Se recomienda priorizar soluciones constructivas que requieran menos materiales y ofrezcan un mejor comportamiento térmico durante todo su ciclo de vida. Esto sugiere un enfoque en la eficiencia y la optimización de recursos, buscando materiales duraderos y de bajo impacto ambiental.
• Variabilidad futura de los valores de impacto: Los valores de impacto pueden variar en el futuro debido a avances tecnológicos, cambios en los materiales o actualizaciones normativas. Esto destaca la necesidad de actualizar periódicamente los datos y las evaluaciones para reflejar las últimas innovaciones y regulaciones en el sector. El Catálogo BIM-ZEN establece una base para la toma de decisiones, pero es importante reconocer que los resultados pueden evolucionar con el tiempo.
• Análisis de cerramientos: Se destaca la importancia de analizar los cerramientos considerando todas las capas que los constituyen, ya que los materiales utilizados pueden afectar significativamente los resultados. También se subraya la relevancia de incluir variables como la resistencia térmica y la transmitancia en la evaluación de las soluciones.
• Soluciones constructivas: Se recomienda priorizar aquellas soluciones constructivas que demanden menor cantidad de materiales y que ofrezcan un mejor comportamiento térmico a lo largo de todo su ciclo de vida.