Formación

Materiales y calidad del aire, claves para los espacios saludables

Pasamos el 90% de nuestro tiempo en ambientes interiores, a causa del confinamiento durante la pandemia de la Covid-19, mucho de este tiempo ha sido y es en nuestro hogar. La Agencia de Protección Medioambiental de Estados Unidos estima que el aire en nuestras viviendas es 2 a 5 veces más contaminado que el aire exterior. Durante este último año muchos nos hemos percatado de la importancia de vivir en un ambiente salubre y habitable.

Materiales y calidad del aire, claves para los espacios saludables

Materiales y calidad del aire, claves para los espacios saludables
Figura 1: Ejemplo de los materiales que pueden afectar la calidad del aire interior en el hogar

Pasamos el 90% de nuestro tiempo en ambientes interiores, a causa del confinamiento durante la pandemia de la Covid-19, mucho de este tiempo ha sido y es en nuestro hogar. La Agencia de Protección Medioambiental de Estados Unidos estima que el aire en nuestras viviendas es 2 a 5 veces más contaminado que el aire exterior. Durante este último año muchos nos hemos percatado de la importancia de vivir en un ambiente salubre y habitable.

¿Qué podemos hacer para mejorarlo?

Una ventilación continua y controlada es clave, pero hay atacar el problema en la raíz: evitar y limitar materiales que emiten químicos tóxicos en nuestra casa.

¿Qué respiramos?

Para vivir en un ambiente saludable, tenemos que cuidar qué productos, materiales y muebles instalamos en nuestra vivienda, ya que respiramos las partículas que emiten y tenemos contacto físico directo con ellos.

Se recomienda elegir materiales de acabado con bajo o nulo contenido de sustancias nocivas para la salud humana: biocidas, formaldehidos y otros compuestos orgánicos volátiles (COV’s).

Los COV’s agrupan sustancias de origen tanto natural como artificial, compuestos por carbono, hidrógeno, halógenos, oxígeno, azufre, … Se generan en materiales sólidos o líquidos y se presentan en estado gaseoso a temperatura ambiente o son volátiles. Algunos modifican la composición química del ambiente, considerándolos nocivos para la salud.

El formaldehido es un gas catalogado como cancerígeno por la UE que se encuentran en pinturas, decapantes, conservantes de madera, aglomerantes, colas, ceras, plásticos, pesticidas, aerosoles, alfombras sintéticas, productos de limpieza, desinfección y desengrasantes. Los efectos en la salud incluyen asma, irritación de mucosas, dolor de cabeza, pérdida de coordinación, náuseas, daños en hígado, riñones y en el sistema nervioso central. Los COV’s pueden ser disruptores endocrinos y provocar enfermedades respiratorias y hormonales, trastornos del sueño, del comportamiento, de la reproducción y del desarrollo del feto, cáncer, y sensibilidad química múltiple (SQM).

Otro componente nocivo a considerar es el material particulado, PM, que recoge partículas y fibras con diámetro de 10 micrómetros (PM10) o menos (PM2.5 y PM 1). Las PM2.5 pueden llegar a los pulmones, y PM1 al torrente sanguíneo. La exposición a corto y largo plazo se asocia a enfermedades cardiovasculares y respiratorias.

¿Qué materiales y productos se recomiendan?

Para poder evitar y minimizar la presencia de estas sustancias dañinas en el interior de los edificios, se deben buscar productos poco modificados o procesados, tratados con pinturas, barnices y colas de bajas emisiones, libres de formaldehido, textiles naturales y si puede ser, con certificaciones de garantía.

Son recomendables suelos de linóleo, o de madera maciza pretratada, ya que suelen contener pocos adhesivos y materiales con emisiones nocivas. Si se instala un suelo de madera laminada, que esté libre de formaldehidos. Las alfombras pueden ser un nido de partículas y contener cenizas volátiles de carbón o láminas de poliuretano. Se recomiendan alfombras de fibras vegetales.

A menudo, el mobiliario y productos de madera están fabricados de partículas con adhesivos de urea-formaldehido. Se recomienda buscar mobiliario de madera maciza o contrachapada, libre de formaldehidos.

En cuanto a aislamientos térmicos, la exposición al proyectado de aislamientos de espuma, que contiene isocianuratos, puedenser causa de asma. Sobre la fibra de vidrio, es importante asegurarse que no contiene formaldehidos. En general, se recomienda priorizar aislantes de origen vegetal o mineral.

Ojo, que a veces productos vendidos como “ecológicos” por su contenido reciclado, pueden ser nocivos para la salud. Un ejemplo son las baldosas de cerámica que incorporan el vidrio reciclado de tubos de rayos catódicos de televisores, como sustituto al oxido de plomo.

Existe una gran variedad de certificaciones que miden y cuantifican las sustancias nocivas que se encuentran en materiales y productos de construcción y del hogar. Algunos ejemplos:

Etiqueta ambiental francesa sobre emisiones al aire interior: De origen francés, clasifica los materiales de construcción, productos de mobiliario y de decoración, en nuestro país la encontramos en gran cantidad de productos. Clasifica los productos según las emisiones de COV’s, de A+ a C, según las normas ISO 16000. Si un producto supera los límites, no se permite la comercialización.

Sello de verificación del Instituto de Baubiologie Rosenheim: El Certificado IBR de los materiales, es una etiqueta ambiental que incluye diversas pruebas para medir la cantidad de sustancias nocivas de un material, si éste las supera, consigue el certificado.

Sello Indoor Air Comfort de Eurofins: Clasifica los productos de construcción en dos categorías, una básica, donde el producto cumple los criterios de emisiones de COV’s de la UE y la variante Gold, donde además cumple con otras certificaciones de emisiones voluntarias.

Emisiones Dans l’air intérieur
Geprüft und empfohlen
Eurofins

Además, las etiquetas ambientales también garantizan que los materiales son respetuosos con el medio ambiente y no suponen un peligro durante su fase de fabricación y de deconstrucción, reciclaje o tratamiento como residuo.

Medir en casa

En la península hay varios laboratorios de ensayo para la certificación de materiales y medición de emisiones de COV’s, como Tecnalia, y SGS. Pero, ¿Puedo medir la calidad del aire interior de mi vivienda sin gastar una fortuna? Existen equipos con un coste accesible y precisión aceptable, como MICA, fabricado por la empresa navarra Inbiot. El sensor mide COV’s, formaldehidos, ozono, partículas en suspensión, gas radón, CO2, temperatura y humedad relativa. La gráfica siguiente muestra la medición de la concentración de formaldehido en un dormitorio durante una semana:

Según la norma técnica de medición en baubiologie SBM2015 para zonas de descanso, los valores por encima de 100 µg/m3 supondrían el límite aceptable. “La búsqueda de fuentes es muchas veces un juego de pistas, y a partir de los datos y las mediciones, puedes ir descartando o confirmando,” dice Maria Figols, Directora de Proyectos de InBiot.

Figura 4: Concentración de formaldehido medida en una habitación durante una semana en diciembre 2019
Figura 4: Concentración de formaldehido medida en una habitación durante una semana en diciembre 2019

Conseguir un espacio saludable

Está en juego la calidad de vida y la salud de las personas a medio y largo plazo, siendo el sector de la construcción una de las partes implicadas. De la selección de materiales con un bajo grado de componentes nocivos, depende que los usuarios de los edificios respiren y asimilen sustancias que les puedan generar enfermedades o trastornos graves a lo largo de su vida. Junto con la reducción de las fuentes de contaminación del aire interior, una correcta ventilación es imprescindible para conseguir un espacio saludable.

Agradecimientos

Gracias a Maria Figols y Xabi Alaez de InBiot por sus aportaciones.

Artículo completo

Puedes leer más sobre materiales y calidad del aire en el portal Caloryfrio.com, de donde hemos extractado este artículo.

Bibliografía

[1] Guía Edificios y Salud, Siete Llaves para un edificio saludable. García de Frutos, Daniel et al. Consejo General de la Arquitectura Técnica de España, Consejo General de Colegios de Médicos. Enero 2020.

[2] Monitorización de vivienda de alta eficiencia, 30 Marzo 2020. InBiot. https://wiki.inbiot.es/monitorizacion-de-vivienda-de-alta-eficiencia/

Las claves de la certificación Passivhaus

El estándar Passivhaus es un estándar de certificación energética voluntario para edificios de obra nueva y rehabilitación, en cualquier clima, que busca un máximo confort para los usuarios, una buena calidad del aire interior, y un consumo energético casi nulo.

Las claves de la certificación Passivhaus

El estándar Passivhaus es un estándar de certificación energética voluntario para edificios de obra nueva y rehabilitación, en cualquier clima, que busca un máximo confort para los usuarios, una buena calidad del aire interior, y un consumo energético casi nulo. Se desarrolló en los 90 por el Instituto Passivhaus en Alemania, y en las dos últimas décadas se ha extendido por la península. Un edificio Passivhaus ofrece ahorros energéticos de hasta un 90 % frente a un edificio convencional, gracias a un riguroso proceso de diseño y de control de obra.

Las claves de la certificación Passivhaus
Figura 1: Placa de certificación Passivhaus [Fuente: Álvaro Martínez]

Principios básicos del Passivhaus

Un edificio Passivhaus requiere un proceso de diseño holístico en dónde el todo es más que la suma de las partes. Para ayudar a entender el estándar, los 5 principios en los que se basa son:

  • Aislamiento térmico
  • Ventanas de altas prestaciones térmicas
  • Ventilación controlada con recuperación de calor
  • Estanqueidad al aire
  • Ausencia de puentes térmicos

Aun así, hay otros factores clave para conseguir la certificación y asegurar un buen comportamiento del edificio, sobre todo en climas cálidos:

  • Protección solar exterior: para reducir las ganancias solares
  • Ventilación natural nocturna en combinación con la inercia térmica: para conseguir un “free cooling” cuando las temperaturas exteriores son favorables
  • Sistemas de ACS, equipos e iluminación eficientes: para reducir el consumo de energía primaria y las ganancias internas de calor en verano.
  • Instalaciones de calefacción y refrigeración eficientes
Figura 2: Criterios de certificación Passivhaus para obra nueva. Fuente: Passive House Institute 2016 [2]
Criterios de certificación Passivhaus Baja Demanda
Figura 4: Criterios de certificación Passivhaus Baja Demanda. Fuente: Passive House Institute 2016 [2]

PHPP: “Passive House Planning Package”

La herramienta PHPP (“Passive House Planning Package”) se usa para diseñar energéticamente un edificio Passivhaus. Es un programa de cálculo semi-estático y unizona, basado en una serie de hojas de cálculo en Excel. Los cálculos de la herramienta se fundamentan en un gran número de normas ISO, principalmente en el método mensual de la UNE-EN ISO 13790 [1]. El PHPP ha sido calibrado con simulaciones termodinámicas realizadas con DYNBIL, calibrado a su vez mediante extensas validaciones con datos reales.

Los resultados indican el balance energético del edificio tanto en verano como en invierno, arrojando resultados de las demandas térmicas y de los consumos de energía final y primaria.

Passivhaus para obra nueva

El estándar Passivhaus para obra nueva es prestacional: No limita los valores de transmitancia térmica de los elementos constructivos, si no las demandas y los consumos energéticos, calculados con el PHPP. El nivel de infiltraciones de aire no puede superar 0,6 renovaciones/hora a una diferencia de presión de 50 Pascales, medido con un ensayo en obra, el test “Blower Door”.

Existen 3 clases de certificación: Classic, Plus y Premium. Classic no cuenta con generación de energía renovable. Para llegar a Plus, hay que generar ≥ 60 kWh/m2·a de energía renovable (suele ser al menos lo que consume el edificio). Para llegar a Premium, hay que generar ≥ 120 kWh/m2·a (4-5 veces más de lo que consume el edificio).

Passivhaus de Baja Demanda Energética

En caso de no llegar a cumplir con los requisitos anteriores, se puede certificar un edificio como Passivhaus Baja Demanda Energética, cumpliendo con los requisitos mostrados a continuación, más laxos.

Passivhaus para rehabilitación: EnerPHit

Para la rehabilitación de edificios existentes, existe el sello EnerPHit, que ofrece dos vías para conseguir la certificación:

  • EnerPHit por Demandas: prestacional, con los requisitos que se ven en la Figura 5
  • EnerPHit Por Componentes: prescriptivo, con los requisitos que se ven en la Figura 6

Para ambas vías, hay que obtener un resultado en el ensayo de hermeticidad al aire de N50 ≤ 1,0/h. Las 3 clases de Classic, Plus y Premium son también aplicables el estándar EnerPHit.

Figura 5: Criterios de certificación EnerPHit por Demandas. Fuente: Passive House Institute 2016 [2]
Figura 5: Criterios de certificación EnerPHit por Demandas. Fuente: Passive House Institute 2016 [2]
Figura 6: Criterios de certificación EnerPHit por Componentes. Fuente: Passive House Institute 2016 [2]

Riesgo de sobrecalentamiento de los espacios

Se tiene que justificar que se elimina el riesgo de sobrecalentamiento en verano mediante una de estas dos vías:

  • Con refrigeración activa: cumplir con la demanda límite de refrigeración total (sensible + deshumidificación), calculada con el PHPP, con instalaciones térmicas capaces de mantener el confort (según ISO 7730), con una temperatura operativa ≤ 25 ºC y un máximo del 10% de las horas del año con una humedad interior absoluta > 12 g/kg aire seco.
  • Con refrigeración pasiva: cumplir con la frecuencia límite de sobrecalentamiento, calculada con el PHPP, con un máximo del 10% de las horas del año con una temperatura operativa interior > 25 ºC.
Figura 7: Clasificación de la frecuencia de sobrecalentamiento. Fuente: adaptado de Jessica Grove-Smith, Passive House Institute

Es importante subrayar que el 10 % de las horas del año, son 876 horas (todo el mes de agosto, por ejemplo) por encima de 25 ºC. Por lo tanto, se recomienda no superar el 5 % (Figura 7).

Para edificios terciaros y/o con zonas expuestas a condiciones interiores y exteriores muy diferentes entre sí, es recomendable acompañar el cálculo PHPP (una herramienta “unizona”) con un cálculo dinámico multizona, para analizar zonas específicas más susceptibles al sobrecalentamiento: por ejemplo, plantas superiores orientadas a oeste.

La hermeticidad al aire

El ensayo de hermeticidad, o “Blower Door” se realiza en obra y mide el nivel de infiltraciones de aire. Se tienen que realizar ensayos preliminares (antes de los acabados interiores, para detectar y corregir fugas a tiempo), y un ensayo final, conforme la norma UNE-EN 13829 [4].

El “Blower Door” es un claro indicador de la calidad de la ejecución. ¿Qué ventajas tiene la reducción de infiltraciones indeseadas?:

  • Reduce las pérdidas energéticas en invierno y la factura de calefacción
  • Reduce la entrada de humedad en climas cálidos-húmedos, reduciendo el consumo de refrigeración por deshumidificación y la factura energética
  • Aumenta el confort, eliminando las corrientes de aire
  • Mejora la salud de las personas, evitando la entrada de gas radón, partículas en suspensión y otros contaminantes provenientes del exterior
  • Reduce los gastos de mantenimiento por patologías, ya que, elimina (prácticamente) las exfiltraciones de aire cálido y húmedo desde el interior hacia el exterior, fuente de posibles condensaciones y patologías en la construcción.
Figura 8: Comparativa del nivel de infiltraciones requerido para Passivhaus, CTE y valores típicos para edificios existentes

Una estrategia de hermeticidad al aire tiene que ir siempre acompañada de una ventilación controlada, para asegurar una buena calidad de aire y la evacuación de humedad y contaminantes generados en el interior del edificio.

Un edificio existente tendrá típicamente un nivel de infiltraciones de N50 ~ 10/h. Una Passivhaus certificada tiene un N50 ≤ 0,6/h.

Proceso de certificación y auditoría

El proceso de certificación y auditoría empieza en fase de proyecto y se concluye con el final de obra, y lo realiza una entidad homologada por el Instituto Passivhaus. Al ser un agente externo al proyecto, el certificador acredita que el proyecto cumple con el estándar y que la obra se ha ejecutado tal como está proyectada, reflejado en una correcta modelización en el PHPP.

Más allá de la eficiencia energética, edificios saludables

Aunque el estándar no precisa materiales, el manual técnico del PHPP hace mención explícita al uso de materiales de bajas emisiones de COV’s en el interior. La salud y la calidad del aire interior son criterios esenciales en Praxis como proyectistas Passivhaus, ya que el estándar pone el confort de las personas en primer plano.

Para garantizar una buena calidad de aire, se comprueba el correcto dimensionado del sistema de renovación de aire en fase de proyecto. Una vez acabada la obra, es de obligado cumplimiento la puesta en marcha del sistema y la medición de caudales en todas las bocas de impulsión y retorno, de acuerdo con el proyecto.

El objetivo tener edificios saludables, confortables y eficientes, cerrar la brecha de rendimiento entre el funcionamiento previsto y real.

Artículo completo

Puedes leer más sobre qué es el certificado Passivhaus en el portal Caloryfrio.com, de donde hemos extractado este artículo.

Bibliografía

Trerethern Farm

Consultoría energética para una vivienda unifamiliar de nueva construcción de 400 m2 en Padstow, Cornwall, Reino Unido.

Praxis cabecera proyecto

Consultoría energética, Ingeniería instalaciones

Trerethern Farm

Descripción

Consultoría energética e ingeniería de instalaciones para una vivienda unifamiliar de nueva construcción de 300 m2 en Padstow, Cornwall, Reino Unido.

Praxis ha realizado el diseño de la envolvente térmica y hermética, cálculo higrotérmico dinámico con la herramienta WUFI para el análisis del riesgo de daños por humedad, análisis y cálculo de los detalles constructivos para la reducción de puentes térmicos, verificación de cumplimiento con el Código Técnico Británico BR Part L1A, y asesoría en materiales de bajo impacto ambiental. Se ha diseñado el sistema de ventilación controlada de doble flujo con recuperación de calor, el sistema de climatización, la producción de agua caliente sanitaria y el diseño y dimensionado de la instalación fotovoltaica aislada de autoconsumo

Año: 2021

Lugar: Padstow, Cornwall, UK

Servicios:
Consultoría energética, cálculo & análisis higrotérmico dinámico con WUFI, Ingeniería de Instalaciones

Residencia de mayores Mirador de Gràcia

Consultoría Passivhaus para una residencia geriátrica asistida ubicada en Barcelona capital, diseñada por el despacho de arquitectura Genars y promovido por FIATC Seguros a través de FIATC Residencias (Inverfiatc).

Praxis cabecera proyecto

Consultoría Passivhaus

Residencia de mayores Mirador de Gràcia

Descripción

Consultoría Passivhaus para una residencia geriátrica asistida ubicada en Barcelona capital, diseñada por el despacho de arquitectura Genars y promovido por FIATC Seguros a través de FIATC Residencias (Inverfiatc). El edificio, de 6.575 m2 construidos, está en proceso de certificación Passivhaus Classic.

Praxis ha realizado la simulación energética con PHPP, el diseño de la envolvente térmica y hermética, asesoría en materiales de bajo impacto ambiental, y optimización y cálculo de puentes térmicos y detalles constructivos.

Se ha realizado un estudio termodinámico y lumínico del edificio con DesignBuilder (EnergyPlus & Radiance), con un análisis del confort en verano y elaboración de estrategias de protección contra el sobrecalentamiento.

Se ha auditado el proyecto de instalaciones, realizando propuestas de mejoras, asesorando en todo momento para el cumplimiento con el estándar Passivhaus y trabajando conjuntamente con la ingeniería redactora para el diseño de sistemas eficientes y de fácil mantenimiento. En obra, Praxis realiza los tests Blower Door para la comprobación de la ejecución de la hermeticidad del edificio y una asistencia a la DF mediante visitas de control técnico de los elementos clave para la obtención de la certificación Passivhaus.

Año: 2021

Lugar: Barcelona

Servicios:
Consultoría Passivhaus, simulación termodinámica & lumínica, asesoría en instalaciones, ensayos Blower Door

Pop up Learning Space

Consultoría y diseño Passivhaus para la ampliación de una escuela infantil en Gavà, Barcelona, diseñada por el equipo de arquitectura de Learnlife.

Praxis cabecera proyecto

Passivhaus, Blower Door, Ingeniería instalaciones

Pop up Learning Space

Descripción

Consultoría y diseño Passivhaus para un “hub” educativo diseñado por el equipo de Learnlife, cuya filosofía es proporcionar espacios que ofrezcan «una mejor forma de aprendizaje, respaldada por la ciencia y la investigación, que se centre en el alumno y en el aprendizaje personal, autodeterminado, e inspirado en un propósito».

El “hub” consta de dos módulos industrializados con estructura de madera, con materiales saludables y de bajo impacto ambiental. Cuenta con un sistema de ventilación controlada con recuperación de calor Zehnder, para una óptima calidad de aire. Está en proceso de certificación Passivhaus Classic.

Praxis ha realizado la simulación energética en PHPP, el diseño de la envolvente térmica y capa hermética, asesoría en materiales de bajo impacto y saludables, y optimización y cálculo de los puentes térmicos y detalles constructivos.

Se ha realizado además el dimensionamiento y la prescripción del sistema de ventilación controlada de doble flujo con recuperación de calor para garantizar una alta calidad del aire interior con un gasto energético mínimo, junto con el sistema de climatización y producción de ACS. En obra, Praxis realiza los ensayos Blower Door para la comprobación de la ejecución de la hermeticidad del edificio y una asistencia a la DF mediante visitas de control Passivhaus.

Año: 2021

Lugar: Castelldefels, Barcelona

Servicios:
Consultoría Passivhaus, Ensayos Blower Door, Visitas de control Passivhaus, dimensionamiento y prescripción de sistema de ventilación controlada de doble flujo, dimensionamiento y prescripción de sistema de climatización & producción de ACS