Resilience to increasing temperatures: residential building stock adaptation through codes and standards

Abstract

The resilience of the current Spanish residential building stock to increased temperatures is modelled. Homogenized daily temperature data recorded at 50 Spanish meteorological stations for the periods 1950–1979 and 1981–2010 were used to investigate anticipated climate warming on the Spanish residential building stock by means of the degree-day method. Impacts on residential buildings were investigated for three different future time periods (2011–2040, 2041–2070 and 2071–2100) for three representative Spanish provincial capitals. Future climate change scenarios comprising two statistical downscaling methods, three general circulation models and two carbon emission scenarios were used to project local climate. Results show that 72% of current residential building stock in Spain is thermally unprotected. In addition, the energy demand for heating the building sector in Spain is expected to decrease by between 30% (Barcelona, B2 scenario) and 36% (Valencia, A2 scenario) by 2100, while the respective energy demand for cooling could increase by between 107% (Valencia, B2 scenario) and 296% (Madrid, A2 scenario) by 2100. To increase resilience to higher winter and summer temperatures, strategies for modifying the built environment are needed, particularly for the role of building codes and standards.

La résilience du parc bâti résidentiel espagnol actuel face à l'augmentation des températures est modélisée. Les données homogénéisées des température journalières enregistrées dans 50 stations météorologiques espagnoles pour les périodes 1950–1979 et 1981–2010 ont été utilisées pour étudier le réchauffement climatique prévu sur le parc bâti résidentiel espagnol en utilisant la méthode des degrés-jours. Les répercussions sur les immeubles résidentiels ont été étudiées pour trois périodes futures différentes (2011–2040, 2041–2070 et 2071–2100) et pour trois capitales provinciales espagnoles représentatives. Il a été utilisé des scénarios de changement climatique futur comprenant deux méthodes de réduction d'échelle statistique, trois modèles de circulation générale et deux scénarios d'émission de carbone pour prévoir le climat local. Les résultats montrent que 72 % du parc bâti résidentiel actuel de l'Espagne est dépourvu de protection thermique. Il est en outre prévu que la demande énergétique liée au chauffage dans le secteur du logement en Espagne diminue de 30 % (Barcelone, scénario B2) à 36 % (Valence, scénario A2) d'ici à 2100, tandis que la demande énergétique respective liée à la climatisation pourrait augmenter de 107 % (Valence, scénario B2) à 296 % (Madrid, scénario A2) d'ici à 2100. Afin d'augmenter la résilience face à des températures hivernales et estivales plus élevées, il est nécessaire de disposer de stratégies de modification du cadre bâti, concernant en particulier le rôle des codes et des normes du bâtiment.

Mots clés: stratégies d'adaptation, performances des bâtiments, réglementation du bâtiment, parc bâti, changement climatique, degrés-jours, surchauffe, confort thermique, vulnérabilité, Espagne

Keywords:

• adaptation strategies
• building performance
• building regulations
• building stock
• climate change
• degree-days
• overheating
• thermal comfort
• vulnerability
• Spain

Acknowledgements

AEMET (Spanish Agency of Meteorology) and the Ministry of Environment and Rural and Marine Affairs of Spain are gratefully acknowledged for providing automatic weather station data and regionalized climate change projections for Spain.

Notes

AEMET is the authority responsible for the compilation of meteorological data in Spain. Founded in 1887, the AEMET observation network currently includes 90 staffed observatories and 700 automatic weather observation stations.

Unfortunately, no long-term series of registered climatic variables are available for Tarragona, one of the 50 Spanish provincial capitals.

This number includes both single-family houses and blocks of flats.

Walls were often comprised of limestone or granite. In some cases, load-bearing walls were made of single brick (coated or uncoated). Occasionally there is a secondary interior brick-skin wall.

The new concept of Climate Impacts Prevention through Design (CIPtD) may be appropriate. In this approach, during the design process engineers and architects explicitly consider the potential climate change impacts on buildings.