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En la actualidad, el crecimiento de la población y el desarrollo tecnológico de nuestros tiempos han originado novedosas formas de confort para los habitantes, lo cual a su vez se traduce en una demanda creciente de energía. No obstante, el concepto energético está llegando a la conciencia y es necesario adaptarse a la nueva situación, por lo tanto, es imprescindible el estudio y el aprovechamiento de nuevos sistemas constructivos de cerramientos, como pueden ser los cerramientos multicapas ligeros, que presentan características favorables para el ahorro en el consumo energético, y a su vez pueden ser industrializados, obteniendo beneficios, como la mejora de la calidad, el acortamiento de plazos constructivos, mayor seguridad, altas prestaciones, mayor ligereza, más espacio habitable, entre otros. El desarrollo de esta tesis doctoral esta centrado en definir tres propuestas de Cerramientos Multicapas Ligeros (CML) con estructura de light steel frame, analizando el comportamiento térmico y acústico, así como también el coste económico de las mismas, con el objetivo de demostrar que este tipo de sistema constructivo es una alternativa competitiva a los sistemas de Cerramientos Tradicionales y, que a su vez se puedan implementar en cualquier sistema constructivo y se puedan adaptar a los distintos ambientes climáticos que existen en España. Por otro lado, se han seleccionado tres Cerramientos Tradicionales, para llevar a cabo las distintas comparativas propuestas. La investigación se desarrolla en cinco grandes partes: La primera parte está formada por la justificación de la investigación y el planteamiento de los objetivos, así como también la hipótesis de partida y la metodología empleada. En la segunda parte se definen los antecedentes teóricos, divididos en tres temas: el cerramiento ? la fachada, la transmisión del calor y la transmisión del sonido en los cerramientos. También se realiza una síntesis del trabajo de investigación previo que he realizado ?Caracterización del comportamiento térmico de fachadas multicapas ligeras?, el cual sirve de base de partida para el desarrollo de esta tesis. Y por último, se desarrollan distintos temas relacionados con el Light Steel Frame (LSF), en donde se lleva a cabo una búsqueda de la documentación disponible sobre las investigaciones científico-tecnológicas, desde distintos puntos de vista: térmico, acústico, económico, estructural, en caso de incendio, industrialización y medioambiental ? sostenibilidad. Una vez realizados todos los puntos anteriores y para sintetizar la información, se lleva a cabo una clasificación de los sistemas de cerramientos que tienen como estructura el light steel frame, se analizan las ventajas e inconvenientes de cada uno de estos sistemas de la clasificación, llegando a unas conclusiones que sirven de base para definir las propuestas de Cerramientos Multicapas Ligeros. En la tercera parte, se definen los tres cerramientos tradicionales que se utilizan para realizar las comparativas con los cerramientos multicapas ligeros, definiendo las características de cada uno de los materiales y, también se desarrollan los criterios de diseño que deben cumplir los cerramientos multicapas ligeros, definiendo cada una de las tres muestras de ensayo de cerramientos multicapas ligeros. En la cuarta parte se lleva a cabo el análisis teórico ? experimental de las seis muestras de estudio, en donde, se realiza una investigación térmica basada en simulaciones y experimentaciones en células de ensayo e implementación de la termografía infrarroja. Por otro lado, se realiza también una investigación acústica desarrollando ensayos en laboratorio de aislamiento a ruido aéreo e intensimetría sonora. Y por último, se hace un análisis económico, tomando en cuenta las variables del coste de construcción, el consumo energético, el ahorro que supone la masa a la estructura y el espacio adicional que aporta este tipo de sistema constructivo a la superficie útil, para ello se plantean distintos escenarios de estudio. Una vez obtenidos los resultados de las diferentes investigaciones (térmica, acústica y económica), se llevan a cabo una serie de comparativas entre los cerramientos multicapas ligeros y los cerramientos tradicionales, y los cerramientos multicapas ligeros entre sí. En la quinta parte, se exponen las conclusiones derivadas de las distintas investigaciones y se realiza la comprobación de los objetivos propuestos y de la hipótesis de partida, destacando los hallazgos principales para cada situación y se presentan las líneas futuras de investigación que han ido surgiendo en el desarrollo de la tesis doctoral.

El constante crecimiento de consumo energético en todos los sectores, siendo el caso particular el de las edificaciones que consumen una tercera parte del consumo total. Todo ello surge como consecuencia del crecimiento económico y del aumento de las exigencias de las condiciones de confort, además de utilizar energías fósiles. Si se estudia el consumo energético en las edificaciones, se puede ver que el mayor consumo se genera en climatización con un 46%, luego el agua caliente con 21%, electrodomésticos 16%, cocina 10% e iluminación 7%. Desde la década de los setenta, ha surgido una creciente demanda social por un crecimiento sostenible, originado por una parte por la crisis energética iniciada con el conflicto de Medio Oriente y por otra parte por un cada vez mayor y mejor análisis de la repercusión en el ambiente de nuestras actividades. Esto ha llevado a actuaciones de ámbito mundial como son: El Protocolo de Montreal, AGENDA 21, propone el desarrollo de las energías renovables, disminuir los impactos sobre la salud y el medio ambiente de la producción y consumo de energía y el fomento de una educación hacia el desarrollo sostenible. El Programa 21 de la ONU, plantea el control de aquellas substancias que producen el agotamiento de la capa de ozono. El Protocolo de Kyoto, cuyo objetivo es la disminución de las emisiones de Gases de Efecto Invernadero, en especial del CO2. Dando respuesta a estas actuaciones mundiales la Unión Europea ha desarrollado normativas, tendentes a la mejora de la eficiencia energética y a la seguridad y diversificación de los suministros. Así ha desarrollado: La Directiva 93/76 de 13.09.93 (SAVE), El Libro Verde, La Directiva 2002/91. En España las actuaciones se han presentado con: Código Técnico de la Edificación, Documento Básico “Ahorro de Energía” y Real Decreto 47/2007, por el que se aprueba el procedimiento básico para la certificación de eficiencia energética de edificios. Este certificado deberá incluir información objetiva sobre las características energéticas de los edificios de forma que se pueda valorar y comparar su eficiencia energética, con el fin de favorecer la promoción de edificios de alta eficiencia energética y las inversiones en ahorro de energía. Como respuesta a toda esta serie de normativas para la mejora del consumo energético se tiene, por un lado es el empleo de las energías renovables, como la solar fotovoltaica, solar térmica, eólica, hidráulica, biomasa, geotérmica,… y por otro mejorar el diseño y construcción de los edificios usando cerramientos eficientes, como los multicapa y aún mejor los multicapa ligeros, ya que generan mejores prestaciones en término de confort y ahorro energético.

The Polytechnic University of Madrid has designed an industrialized prototype of a single family house, to participate in the Solar Decathlon 2007 Contest. The design objective was the complete energy self-sufficiency in the annual cycle, and become a research platform for the optimization of this objective. Inside the research lines for the optimization of the prototype there is the one that studies the sustainable materials of the house. We have studied the enclosures of the SD07 prototype to improve the choice of each material involved. The design of the prototype SD0 7 used materials from renewable sources (vegetable fiber panels, OSB), recyclable materials (cold-formed steel), recycled materials (almond shell panels), and material that can be reusable (rolled steel sections, insulation panels, wood panels, floors). We have carried out a simplified assessment of the sustainable conditions of materials used in multilayer prototype SD07 enclosures. We noted, that overall, the level of sustainability of materials used in the prototype SD07 allows us to improve the characteristics of the sustainable design. We have found the main goal for the development of the sustainability that can incorporate aspects for healthier and more respectful conditions for people and the environment.