Historia de una casa pasiva
Oliver Style. Consultor Energético-Diseñador Passivhaus, ProGETIC,
Los primeros pasos en un equipo integrado
El objetivo de los propietarios era juntar un equipo de profesionales con experiencia en la construcción pasiva en madera y paja, capaces de proyectar y ejecutar un edificio hecho con materiales naturales y renovables con un alto nivel de confort y eficiencia energética. Todo esto con un presupuesto muy reducido. En la elaboración del anteproyecto se optó por una envolvente relativamente compacta y sencilla, con 339 m2 de “piel” térmica envolviendo un volumen exterior bruto de 437 m3, dando un factor de forma de 0,78. El lado largo del edificio está alineado este-oeste, maximizando la iluminación natural al interior y reduciendo el consumo energético en iluminación, dando una relación de aspecto de 1 : 1,3.
Se generó un fichero climático propio con el programa Meteonorm y se comparó y calibró con los últimos10 años de datos de una estación meteorológica Meteocat ubicada a una distancia de 6 km. Los datos climáticos fueron introducidos en la herramienta de simulación PHPP para la modelización preliminar y análisis energético. La fachada con mayor superficie de aperturas está Orientada perfectamente al sur. A través de una serie de simulaciones en PHPP se calculó la superficie de ventanas requerida en la fachada sur para aprovechar las ganancias solares gratuitas en invierno, sin correr el riesgo de un sobrecalentamiento en verano y potenciar la refrigeración pasiva. Las zonas húmedas (baño, cocina) se ubicaron en el mismo eje vertical para reducir distancias de tuber.as en el sistema de agua caliente sanitaria, reduciendo costes y pérdidas energéticas. Para dotar la vivienda de aire 100 % fresco en invierno con una mínima pérdida energética, se optó por una máquina de ventilación mecánica de la casa Zehnder, altamente eficiente, de doble flujo con recuperación de calor. Se planificó en detalle el paso de conductos para reducir distancias y costes. Ventanas operables en cada estancia habitada en las fachadas Este, Norte y Oeste permiten una ventilación natural en verano, y la entrada de luz natural durante todo el año.
La “piel”: entramado de madera con aislamiento de paja
Al exterior, las balas de paja, posicionadas siempre en vertical, están encerradas con un tablero de madera transpirable, una cámara ventilada y un acabado final de alerce. En el interior 22 mm de tablero OSB actúa como la capa estanca, seguida por una cámara de instalaciones y un acabado interior de paneles fibra de yeso Fermacell. Se reduce el puente térmico de la madera estructural que atraviesa la envolvente térmica con aislamiento de corcho. La cubierta consiste en dos módulos con las balas de paja posicionadas de la misma manera que en las paredes, ventilada y con un acabado de teja cocida. En cuanto a la inercia térmica y el comportamiento del edificio en verano, las simulaciones energéticas indicaron que, con el alto nivel de aislamiento térmico y estanqueidad y cuidando el dimensionamiento de las aperturas, la baja capacidad térmica de la envolvente es suficiente para mantener el confort en verano, sin refrigeración activa. Se comprobaron una serie de estrategias de diseño pasivas a través de las simulaciones con PHPP para combatir el sobrecalentamiento en verano: se optó por una combinación de vidrios con factor solar del 47%, persianas apilables y orientables en ventanas al Sur, y una ventilación natural nocturna, para dar una ventilación simple y cruzada con un caudal máximo de 136 m3 /h, . 0,35 renovaciones/hora para el edificio en su totalidad. Para la solera, se optó por un aislamiento de XPS de 130 mm por debajo de una losa hormigón reforzado, con aislamiento perimetral de 60 mm en XPS.
Respecto a las ventanas, las simulaciones en PHPP indicaron un balance energético adecuado entre ganancias y pérdidas de calor con cristales de doble cámara (con dos láminas bajo emisivas, gas argón y espaciadores TGI), para dar una transmitancia de U = 0,65 W/m2 .K, con un factor solar del 47%. Carpinterías Farhaus de madera laminada dan una transmitancia media de ventana instalada de U
= 1,06 W/m2 .K. El test de presión dio un resultado de 0,35 ren/h a 50 Pa, fruto de un diseño cuidadoso de la capa estanca y una ejecución de calidad bajo el mando de Albert Fargas. El límite para las casas pasivas es 0,60 ren/h. Típicamente, una casa de nueva construcción en España tiene una tasa de infiltraciones mayor a 5 ren/h a 50 Pa. La prefabricación se realizó en el taller de Farhaus
durante un periodo de 6 semanas. Con la envolvente dividida en 10 módulos y la capa estanca pre-instalada junto con las carpinterías, se transportó al emplazamiento y se realizó el montaje de la estructura básica en dos días.
Calidad del aire interior, confort acústico y sistemas activos
La calidad del aire interior se consigue con el uso de materiales naturales y no-tóxicos, con un bajo
contenido en Compuestos Orgánicos Volátiles (COVs, o VOCs). El objetivo era reducir al máximo los contaminantes interiores de los materiales antes de plantear soluciones de renovación de aire. Para este último, la Larixhaus cuenta con un sistema de ventilación mecánica de doble flujo con recuperación de calor, que suministra aire de confort 100% fresco durante el invierno. El aire frio del exterior se precalienta con el aire viciado que sale, gracias a una unidad certificada por el Instituto Passivhaus, la Comfoair 350 de la firma Zehnder. Las simulaciones con PHPP indicaban que la unidad tiene un COP estacional medio de 8 (por cada kWh de electricidad que se consume en los ventiladores se generan 8 kWh térmicos entregados vía el aire de renovación), gracias a los motores DC de alta eficiencia de los ventiladores. Esto es esencial para que esta solución de ventilación forzada sea económicamente y energéticamente eficaz. Asumiendo una operación anual media de 4.700 horas, a un caudal medio de 91 m3 /h (dando 0,40 renovaciones/hora: suficiente para que la concentración media de CO2 del aire interior se mantenga por debajo de los 1.000 ppm), se calcula que la máquina consumir. 38€ de electricidad al a.o. La unidad está montada sobre amortiguadores acústicos y ubicada en la sala técnica de la planta baja. Los silenciadores en los conductos de impulsión y retorno, combinados con un dimensionamiento adecuado del diámetro de los conductos para controlar las velocidades del aire y el ruido, dan una presión sonora máxima medida en los espacios habitados de 33 dB(A). Los conductos de distribución y extracción que transcurren por la vivienda son el ConfoTube de Zehnder, de polietileno en lugar de PVC, mejorando la calidad del aire interior por ser un material con bajo contenido en COVs. El resultado es un sistema muy discreto que suministra aire de confort de alta eficiencia energética. La demanda de calefacción casi nula se entrega, en la planta baja, mediante dos radiadores eléctricos de 500 W montados sobre pared en las habitaciones, junto con un toallero eléctrico de 450 W en el baño. En la primera planta, una estufa estanca de leña de 4 kW (modulable hasta 2 kW) con una chimenea aislada de doble flujo que garantiza la estanqueidad, aporte calor en los días más fríos. El agua caliente sanitaria se genera con una máquina compacta con bomba de calor aerotérmica, con un COP de 3,75 (@ aire = 15 .C / agua = 45 .C) y un depósito de 300 litros. La máquina extrae el calor del aire exterior para calentar el agua, con el conducto de impulsión de aire exterior ubicado justo por encima de la salida de aire viciado de la máquina de ventilación, mejorando ligeramente el rendimiento. Los propietarios la tienen programada para que no se encienda entre las 23:00 – 08:00 en invierno para evitar un bajo rendimiento de la máquina cuando las temperaturas exteriores son bajas. Después de 3 meses de uso en pleno invierno, informan que con esta estrategia de control tienen agua caliente suficiente para su perfil de consumo diario. Será especialmente interesante ver el comportamiento del edificio durante el verano. Mientras tanto, los propietarios han comentado lo siguiente: con temperaturas mínimas exteriores de -1 .C, la temperatura
interior se mantiene por encima de los 20 .C sin calefacción activa, siempre y cuando haya sol durante el día. Durante días sucesivos sin sol, encienden los radiadores eléctricos en las habitaciones durante media hora en la noche y a primera hora de la mañana. Los primeros cálculos del coste de construcción PEM han sido de 1.221€ /m2 , aproximadamente un 14% más que una construcción convencional que cumple con el CTE. Con un ahorro estimado de 1.582€ /a en la factura energética, esto implica una amortización simple inferior a 9 años para un edificio con una vida útil estimada de 80 años.
Ficha técnica
Cliente/Promotores: Jordi Vinadé, Itziar Pagès
Arquitectura: Nacho Mart., Maria Molins, Oriol Mart.
Diseño Passivhaus, PHPP, instalaciones: Oliver
Style, Vicenç Fulcarà - ProGETIC SCP
Constructor: Albert Fargas – FARHAUS
Estructura: Manuel Garc.a Barbero - Klimark
Consultora: Valentina Maini
Instaladores: Marc Garriga, Joan González
Fecha de inicio: Mayo 2013
Fecha de finalización: Diciembre 2013
Tipología: Vivienda unifamiliar aislada
Sistema constructivo: Entramado de madera
Estándar energético: Passivhaus nueva construcción
Calificación energética: A
Ubicación: Carrer Ponent 18, 08178 Collsuspina, Barcelona, España
Superficie útil (PHPP): 92 m2
Demanda de calefacción (PHPP): 15 kWh/(mÇa)
Demanda de refrigeración (PHPP): 3,2 kWh/(mÇa)
Carga de calefacción (PHPP): 11 W/m2
Carga de refrigeración (PHPP): 3,9 W/m2
Consumo energía primaria (PHPP): 96 kWh/(mÇa)
Coste de construcción (PEM): € 1.211/m2
Resultado test de presión (n50): 0,32 ren/h @ 50 Pa
