Descripción Consultoría y diseño Passivhaus para 4 viviendas unifamiliares adosadas en Santa Coloma de Farners, Girona, diseñadas y promovidas por el estudio Quim Ferrer, de Ecospai. Las viviendas constan de 165 m2 construidos, distribuidos en 3 plantas, con un aparcamiento subterráneo. Se construyen con materiales saludables y de bajo impacto ambiental, y están en proceso …
Viviendas adosadas en Santa Coloma de Farners
Passivhaus
Descripción
Consultoría y diseño Passivhaus para 4 viviendas unifamiliares adosadas en Santa Coloma de Farners, Girona, diseñadas y promovidas por el estudio Quim Ferrer, de Ecospai.
Las viviendas constan de 165 m2 construidos, distribuidos en 3 plantas, con un aparcamiento subterráneo. Se construyen con materiales saludables y de bajo impacto ambiental, y están 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, optimización de detalles constructivos y cálculo de puentes térmicos. En obra, Praxis da asistencia a la DF mediante visitas de control técnico Passivhaus.
Año: 2021
Lugar: Santa Coloma de Farners, Girona
Servicios: Consultoría Passivhaus, Visitas de control Passivhaus
Con olas de calor cada vez más frecuentes, prolongadas, y una creciente necesidad de refrigeración activa en los edificios residenciales Passivhaus, un correcto dimensionamiento de los equipos de frío activo es clave si queremos mantener el confort térmico de los usuarios, con un consumo energético mínimo.
Surfeando la ola (de calor). ¿Cómo puedo utilizar el PHPP para dimensionar un equipo de refrigeración
Un correcto dimensionamiento de los equipos de frío activo es clave si queremos mantener el confort térmico
Un dimensionamiento inadecuado provocará problemas de confort, expectativas fallidas y una brecha de rendimiento
Photo: Energy Vanguard
Con olas de calor cada vez más frecuentes, prolongadas, y una creciente necesidad de refrigeración activa en los edificios residenciales Passivhaus, un correcto dimensionamiento de los equipos de frío activo es clave si queremos mantener el confort térmico de los usuarios, con un consumo energético mínimo. El sobredimensionamiento de un equipo de aire acondicionado encarece la instalación y genera consumos más altos de lo necesario, aumentando a la vez la presión sobre las redes eléctricas que intentan satisfacer los picos de demanda, especialmente en condiciones de ola de calor. Un dimensionamiento inadecuado provocará problemas de confort, expectativas fallidas y una brecha de rendimiento que los edificios Passivhaus han demostrado eliminar. Dado que se invierten horas en la creación del modelo de cálculo en PHPP, ¿podemos utilizar la herramienta con garantías para dimensionar un equipo de refrigeración?
El artículo analiza el uso del PHPP para dimensionar equipos de refrigeración y compara los resultados con cálculos multi-zona mediante simulación dinámica, basándose en un sencillo ejemplo práctico de una vivienda Passivhaus terminada y certificada en zona climática 5-Cálida. La investigación fue impulsada por las (dolorosas) lecciones aprendidas hace algunos años, cuando se utilizó el PHPP para dimensionar equipos de refrigeración en viviendas de bajo consumo con componentes Passivhaus, sin una modificación adecuada de las condiciones de contorno. Aún refrigeración activa las viviendas sufrían problemas de sobrecalentamiento y quejas de los usuarios.
¿Cómo calcula el PHPP la carga de refrigeración?
El PHPP calcula la carga de refrigeración sensible y latente como la potencia de refrigeración media diaria máxima necesaria para mantener la consigna de temperatura operativa, proporcionando una carga media para todo el edificio, basada en la temperatura media diaria máxima del aire exterior, el punto de rocío, la temperatura del cielo y la radiación solar. Las ganancias de ocupación suelen basarse en un valor por defecto (por ejemplo, para SRE = 150 m², ratio de ocupación = 51 m²/p, ocupación = 2,9 personas).
¿Cómo calcula una herramienta de simulación dinámica la carga de refrigeración?
Las herramientas de simulación dinámica permiten un cálculo multi-zona, basado en datos climáticos horarios, un perfil de ocupación detallado, y una programación horaria de los equipos consumidores, proporcionando un cálculo de alta resolución de las cargas de refrigeración para cada hora del día. Normalmente, las ganancias solares se calculan cada hora y las ganancias por ocupación se calculan dinámicamente, de forma que las ganancias latentes aumentan y las sensibles disminuyen a medida que aumenta la temperatura operativa interior (la gente empieza a sudar más a medida que aumenta la temperatura interior…). ¿Es realmente necesario este nivel de precisión, o podemos utilizar el PHPP para dimensionar la potencia del equipo de refrigeración?
¿Qué tipo de herramienta debo utilizar para dimensionar los equipos de refrigeración?
Encontrar la respuesta adecuada a esta pregunta implica plantearse algunas de las siguientes cuestiones: ¿de qué tipología de edificio se trata? ¿Cuáles son las condiciones climáticas locales a corto plazo, a lo largo de 24 horas, durante los días más calurosos? ¿Cuál es la densidad de ocupación del edificio, cuáles son las ganancias internas de calor y las ganancias solares, y en qué momento del día se producen? Lógicamente, una herramienta de cálculo en estado cuasi estacionario para una única zona térmica, como es el PHPP, quedará limitado en el caso de edificios grandes y/o aquellos con ganancias pico a corto plazo derivadas de la radiación solar, la ocupación concentrada en cierto horario y/o el uso de equipos, especialmente si varían mucho de una zona del edificio a otra.
Ejemplo de cálculo: PHPP vs. simulación dinámica para el cálculo de la carga de refrigeración en una vivienda unifamiliar Passivhaus
La Figura 3 muestra los resultados de la carga de refrigeración por zona, para una Passivhaus unifamiliar certificada en Mallorca (Figura 1), con un SRE de 170m², comparando un cálculo dinámico multi-zona utilizando DesignBuilder/EnergyPlus, con los resultados unizona del PHPP. El archivo climático del PHPP para los cálculos de balance energético es ES0022b-Palma de Mallorca, pero las condiciones de contorno del archivo climático se han ajustado en el PHPP para las condiciones de día cálido, mostradas en la Figura 2 (derivadas de un fichero climático horario generado con Meteonorm v.7), con una temperatura del aire exterior de 38,1ºC y una temperatura del punto de rocío de 27,2ºC (tomada de la humedad relativa media en 24 horas del 54% @ 38,1ºC de temperatura del aire seco).
Figura 1: Vivienda unifamiliar Passivhaus Classic en Mallorca. Fuente: Àlvaro Martínez; Arquitectura: KLARQ
Figura 2: Condiciones meteorológicas para el cálculo de la carga de refrigeración
También se realizaron los siguientes ajustes en el PHPP: se aumentó la ocupación a máximos, en este caso 10 personas, se redujo la temperatura de consigna de refrigeración a 24ºC y se aumentó el factor solar del acristalamiento en un 5% (para eliminar el factor de suciedad por defecto incluido en la pestaña «Ventanas»), en línea con las condiciones de contorno utilizadas en el cálculo dinámico, y conforme el uso previsto de la vivienda en el momento más desfavorable.
Los resultados mostrados en la Tabla 1 indican una diferencia mínima del 1% en los resultados de la carga de refrigeración media total del cálculo dinámico multi-zona y el cálculo en PHPP. Se concluye que- siempre y cuando se modifican las condiciones de contorno del PHPP de las condiciones por defecto que se usan para la certificación- la herramienta puede utilizarse con seguridad para dimensionar equipos de refrigeración para pequeños edificios residenciales. Esta metodología se ha usado en muchos proyectos de este tipo durante varios años, sin quejas de sobrecalentamiento.
Sin embargo, si nos fijamos en las cargas máximas de refrigeración de una zona a otra (Figura 3), varían entre +68% (WC) y -58% (pasillo). Aunque, en general, esto no ha supuesto un problema en la práctica en viviendas unifamiliares (y tampoco en el caso concreto de la vivienda usada como caso práctico en este estudio) implica que hay que tener cuidado con edificios más grandes o con las zonas de edificios más pequeños que cuentan con picos de ganancias internas a corto plazo (por radiación solar, ocupación o equipos). Además, el sistema terminal o de distribución de la refrigeración debe diseñarse y calcularse cuidadosamente, para garantizar que se elimine el calor de cada zona de manera adecuada, y evitar que determinadas zonas no se sobrecalienten.
Figura 3: Resultados del cálculo dinámico vs. PHPP
Tabla 1: Resultados del cálculo dinámico vs. PHPP
Por último, el correcto dimensionamiento de los equipos de refrigeración es importante por lo siguiente:
Los equipos de refrigeración sobredimensionados producen consumos más altos que los necesarios, y por tanto, facturas energéticas excesivas.
Si la potencia de refrigeración es mucho mayor que la necesaria, se llega antes a temperatura de consigna y el equipo se apaga (bajo órdenes de un termostato, que sólo considera temperatura, no humedad). Esto puede dar pie a problemas de confort, por un nivel de humedad interior excesivamente alto.
Del 29 de noviembre al 1 de diciembre se celebra la decimoquinta Conferencia Passivhaus en el Palacio de Congresos de Valencia. Este evento se ha convertido en punto de encuentro de referencia en el sector y en uno de los principales foros de conocimiento sobre innovación en Passivhaus.
Praxis participará en 3 sesiones de la Conferencia Española Passivhaus de Valencia
Del 29 de noviembre al 1 de diciembre se celebra la decimoquinta Conferencia Española Passivhaus
¡No te pierdas el encuentro de referencia en el sector, con 2 horas de formación magistral, 11h de ponencias técnicas y 5 horas de sesiones prácticas demostrativas!
Del 29 de noviembre al 1 de diciembre se celebra la decimoquinta Conferencia Passivhaus en el Palacio de Congresos de Valencia. Organizada por la Plataforma de Edificación Passivhaus (PEP), este evento se ha convertido en punto de encuentro de referencia en el sector y en uno de los principales foros de conocimiento sobre innovación en Passivhaus.
Desde Praxis estamos muy contentos de poder participar como ponentes en tres jornadas técnicas. Oliver Style y Bega Clavero realizarán sus intervenciones el 29 y el 30 de noviembre. Esperamos veros y poder saludaros en Valencia!
Surfeando la ola (de calor): ¿puedo utilizar el PHPP para dimensionar equipos de refrigeración?
Ponente: Oliver Sytle, CEO de Praxis. Certificador y consultor Passivhaus
Fecha: 29 de noviembre de 19:00h a 20:00h
Jornada técnica: De la parte pasiva a la parte activa
Se estima que en 2040 se llegará a los 6000 millones de instalaciones de aire acondicionado en el mundo. El calentamiento global está ocasionando olas de calor más frecuentes y con unos costes energéticos al alza es crucial optimizar las estrategias de refrigeración pasiva y dimensionar correctamente los equipos de frío. En esta sesión estudiaremos cómo modificar las condiciones de contorno del Passive House Planning Package (PHPP) para dimensionar correctamente los equipos de refrigeración y conseguir un confort ambiental con un consumo mínimo.
Modelización de sistemas de refrigeración en la nueva versión PHPP10
Ponente: Oliver Sytle, CEO de Praxis. Certificador y consultor Passivhaus
Fecha: 30 de noviembre de 12:00h a 14:00h
Sesiones magistrales: PHPP10
La última versión del programa Passive House Planning Package (PHPP) incorpora nuevas funcionalidades y la posibilidad de modelizar los equipos de refrigeración con mucha más precisión.
En esta sesión técnica explicaremos como realizar la entrada de datos para modelizar equipos de refrigeración aire-aire inverter en la versión PHPP10, repasando los diferentes modos de operación («modo normal», «modo silencioso», y «modo deshumidificación») y el Ratio de Eficiencia Energética a potencia máxima y mínima.
Eco Hub #Learnlife. Módulos educativos Passivhaus para climas cálidos
Ponente: Bega Clavero, responsable de Proyectos en Praxis. Passivhaus Tradesperson.
Fecha: 30 de noviembre de 15:45 a 17:20h
Jornada técnica: De la parte pasiva a la parte activa
En un contexto en donde las condiciones climáticas y la calidad del aire en los centros educativos son inadecuadas en el 84% de los espacios, la creación de entornos de aprendizaje cómodos, adaptables y saludables con buena calidad del aire y muy alta eficiencia energética, aptos para climas cálidos, es prioritaria.
En esta sesión Bega Clavero presentará Eco Hub, un módulo educativo con certificación Passivhaus Classic diseñado para climas cálidos con técnicas de construcción ex-situ. Es un edificio escolar basado en un sistema de construcción escalable, adaptable a las necesidades de cada institución, prefabricado y modular, que es desmontable y transportable a otro lugar y está construido con materiales de bajas emisiones y baja energía incorporada en su proceso de fabricación.
El curso académico ha empezado también en Praxis. Para este otoño tenemos preparados dos cursos que nos hace mucha ilusión realizar. Compartimos las experiencias de dos de nuestros alumnos, que están desarrollando con éxito sus aprendizajes en proyectos Passivhaus.
Entrevistamos a dos de nuestros alumnos para conocer su experiencia. ¡Empieza el curso académico en Praxis!
El curso académico ha empezado también en Praxis. Para este otoño tenemos preparados dos cursos que nos hace mucha ilusión realizar.
Compartimos las experiencias de dos de nuestros alumnos, que están desarrollando con éxito sus aprendizajes en proyectos Passivhaus.
Foto: Joan Giribet
El curso académico ha empezado también en Praxis. Para este otoño tenemos preparados dos cursos que nos hace mucha ilusión realizar. El 24 octubre empezamos con el Curso de Verificación de la Construcción en Edificios Passivhaus y el 7 de noviembre realizaremos el de Supervisión de Obra en edificios Passivhaus. Ambos cursos te ayudarán a obtener competencias avanzadas para afrontar con éxito obras Passivhaus de gran envergadura.
Hoy queremos compartir contigo las experiencias de dos de nuestros alumnos, que están desarrollando con éxito sus aprendizajes en proyectos Passivhaus. Nos hace felices ver cómo cada vez somos más los profesionales que trabajamos para crear arquitectura sostenible y eficiente. Hablamos con Toni Picó, CEO de Growing Buildings y Passivhaus Tradesperson y Álvaro Martínez, arquitecto técnico y Passivhaus Designer.
Es todo lo que esperaba e incluso más
«El curso ha tenido un tono eminentemente práctico, sin menoscabo de los conceptos teóricos. Ha sido muy instructivo ver los diferentes ponentes hablando de proyectos reales.»
He dado un paso más como especialista en Passivhaus
«Estoy muy contento de haber realizado el curso. Lo recomiendo a profesionales que quieran prepararse para el proceso de ejecución en proyectos de alta eficiencia energética.»
Álvaro Martinez
Arquitecto Técnico
Passivhaus Designer
Praxis: ¿Qué curso has realizado con nosotros?
Toni P:Hice el curso de Supervisión de Obra en edificios Passivhaus y pasé el examen, así que ya tengo la titulación adicional “Supervisión de Obra” que se añade a la de Tradesperson, que ya tenía. Cuando tuve conocimiento que Praxis impartía este curso, no dudé ni un momento en inscribirme para poder lograr, como así ha sido, ¡ser el primer técnico en conseguir esta titulación en España!
Álvaro M: Yo he realizado el curso de Verificación de la Construcción en edificios Passivhaus. Superé con éxito el examen así que ya tengo el titulo Verificación de la Construcción, que se añade a la de Passivhaus Designer. ¡Soy el primer Verificador de la Construcción homologado en España!
Praxis: ¿Cómo era tu experiencia laboral antes de hacer nuestro curso?
Toni P: Llevo trabajando más de 25 años en el sector inmobiliario y de la construcción y 6 en el de la construcción Passivhaus. Hasta la fecha actuaba como Project Manager o contratista principal, para la construcción de viviendas unifamiliares basadas en el estándar Passivhaus. A partir de ahora también ofreceré el servicio de Supervisión de Obra para las partidas e instalaciones que comprometen el estándar para promotores, auto promotores, constructores y/o despachos de arquitectura y Project Management.
Álvaro M: Llevo unos 10 años trabajando en Ibiza, y he tenido la suerte de participar en varios proyectos Passivhaus.
Praxis: ¿Qué te llevó a apuntarte al curso?
Toni P: He construido varias casas pasivas y llevo muchos años colaborando con Praxis por lo que estaba muy confiado e ilusionado en aprender nuevos conocimientos que me permitan mejorar las obras en las que participo. Ahora, con muchas ganas de poder participar en obras de otros compañeros y supervisar la ejecución de todas las partidas relacionadas con el estándar Passivhaus
Álvaro M: Ya conocía al equipo de Praxis previamente, tanto en el ámbito docente como en el profesional, y eso me daba mucha confianza.
Praxis: ¿Cómo te sientes después de haber hecho nuestro curso y cómo te ha ayudado?
Toni P: Me siento muy satisfecho, es todo lo que esperaba e incluso más. El curso ha tenido un tono eminentemente práctico, sin menoscabo de los conceptos teóricos. El nivel de las clases ha sido de gran calidad. La diversidad de ponentes hablando de proyectos reales ha sido muy instructivo. Este curso cubre perfectamente la necesidad de formación de los técnicos para el proceso de ejecución a través de la supervisión de obra y la verificación de la construcción.
Álvaro M: Muy contento de haberlo realizado, con la sensación de haber aprendido y haber dado un paso más como profesional especialista en la ejecución de obras Passivhaus.
Praxis: ¿A quién le recomendarías este curso?
Toni P: A cualquier profesional relacionado con la construcción basada en el estándar Passivhaus, ya sean proyectistas, directores de obra o de proyecto, jefes de obra o encargados.
Álvaro M: A cualquier técnico con inquietudes en Passivhaus, y más concretamente a aquellos profesionales de la construcción que quieran estar especialmente preparados para el proceso de ejecución en proyectos de alta eficiencia energética. De mi lado, habiéndome formado previamente como PH Designer y Tradesperson y con experiencia en ejecución, siento que esta formación ha cerrado perfectamente el equilibrio entre teoría y práctica.
Gracias a Toni Pico de Growing Buildings y Álvaro Martínez de AMG por sus aportaciones
Curso oficial Passivhaus, para obtener competencias avanzadas para la ejecución de obras Passivhaus. Si tienes la titulación Passivhaus Tradesperson, te prepara para el examen para la obtención del título “Supervisión de obra Passivhaus”.
Curso oficial Passivhaus, obtendrás competencias avanzadas de planificación, gestión, ejecución y entrega de obras Passivhaus. Si tienes la titulación Passivhaus Designer, te prepara para el examen de la obtención del título “Verificación de la construcción Passivhaus”.
¿Te puedes imaginar vivir en una casa super confortable, con aire fresco 24 horas al día y que además genera toda la energía que consume con las placas fotovoltaicas en la cubierta?
Casa SG Costa: Passivhaus Plus en clima cálido
¿Te puedes imaginar vivir en una casa super confortable, con aire fresco 24 horas al día y que además genera toda la energía que consume con las placas fotovoltaicas en la cubierta? ¿Te puedes imaginar una casa tan eficiente que se puede calentar con tan solo 2 secadores de pelo en invierno? ¿Te imaginas una casa que se mantiene fresca en verano gracias a los sistemas de protección solar, la ventilación natural, y una pequeña aportación del sistema de aire acondicionado?
Así es la vivienda SG Costa en Sitges, que acaba de recibir la certificación Passivhaus Plus. Diseñada por Sergi Gargallo de SGarq, la vivienda está certificada por Oliver Style de Praxis Resilient Buildings, experto en edificios Passivhaus para climas cálidos y certificador homologado por el Instituto Passivhaus en Alemania.
Con una superficie de referencia energética (SRE) de 230 m2, la vivienda se desarrolla en una planta sótano, planta baja y primera. Los muros consisten en una hoja de fábrica con bloque cerámico rectificado- o “termocarcilla”- de 19 cm de espesor, con un aislamiento térmico exterior “SATE” de EPS de altas prestaciones de 10 cm. Para proteger la vivienda del castigo del sol en verano, la cubierta cuenta un espesor de aislamiento térmico generoso, de 20 cm de XPS. Las carpinterías son de la marca WERU Afino One, con certificación de componente Passivhaus, y con una transmitancia media Uf = 1,04 W/m2·K. Los vidrios son triples, bajo emisivos, con gas argón en las cámaras, Ug = 0,72 W/m2·K y factor solar g = 49 %. Las ventanas de todas las zonas de noche cuentan con persianas exteriores para el control de las ganancias solares en verano. El color del acabado de la casa es blanco, que- como prácticamente todos edificios en el centro histórico de Sitges- ayuda a reflejar el sol en verano y reducir la temperatura al interior. La ventilación mecánica controlada se realiza con una unidad Zehnder ComfoAir Q600 ERV, con certificación de componente Passivhaus. En verano, esta unidad recupera no solo calor (η sensible = 80%) sino también humedad (η latente = 68%): esto ayuda a reducir la temperatura y el nivel de humedad del aire que se introduce desde el exterior con el sistema de ventilación, reduciendo el consumo de aire acondicionado y mejorando el confort.
Una bomba de calor de expansión directa o “aire-aire” de la marca Daikin, se encarga de la calefacción y refrigeración, y otra bomba de calor “aire-agua” compacta, Panasonic PAW-DHW270F, del agua caliente sanitaria.
Por último, 16 paneles fotovoltaicos forman un generador de 5,7 kWp. Conforme los cálculos del proyecto, en el transcurso de un año, la instalación fotovoltaica generará más energía de lo que consume la casa….¿te lo puedes imaginar?
Se pronostica una subida importante de temperaturas en la zona Mediterránea en los próximos años. Por tanto, identificar e implementar estrategias eficaces para reducir las temperaturas interiores en los edificios y reducir la necesidad de aire acondicionado cobra cada vez mayor importancia.
¿Passivhaus en el Mediterráneo? Estrategias para mantenerse fresco en una casa pasiva a pie de playa
Debe darse prioridad a las estrategias que mejoren el comportamiento térmico de los edificios en el verano que eviten el sobrecalentamiento
Las estrategias usadas para mejorar el comportamiento en verano recuperan aspectos tradicionales de la arquitectura vernácula Mediterránea y los combina con soluciones modernas
Según las modelizaciones climáticas presentadas en el estudio “Study on Climate Change and Energy in the Mediterranean” realizado por el Banco Europeo de Inversiones, los países de la cuenca Mediterránea experimentarán un aumento de entre 3ºC – 6 ºC en las temperaturas medias entre el periodo 2070-2099 (en base al periodo 1961-1990).
La necesidad de dar respuesta a esta situación se ve reflejada en la Directiva Europea 2010/31/EU relativa a los edificios de consumo casi nulo nZEB, que indica lo siguiente:
“Debe darse prioridad a las estrategias que mejoren el comportamiento térmico de los edificios en el verano. Con esta finalidad deben propiciarse medidas que eviten el sobrecalentamiento, tales como el sombreado y la suficiente inercia térmica en la construcción de edificios, así como perfeccionar y aplicar técnicas de enfriamiento pasivo (…)
Este articulo presenta las estrategias usadas para mejorar el comportamiento térmico en verano de una casa pasiva en un clima Mediterráneo.
Figura 1: Modelización climática de la cuenca Mediterránea: variación anual media de las temperaturas del aire en verano (°C), 2070-2099 vs 1961-1990
“Esencia Mediterránea”: casa pasiva a pie de playa
Figura 6: Imagen de la vivienda [Fuente: House Habitat]
La vivienda, “Esencia Mediterránea,” tiene una superficie útil de 173 m2, sobre dos plantas, ubicada a unos 50 metros de la playa, a 3 m sobre el nivel del mar. Cuenta con un diseño arquitectónico muy acorde con la tradición vernácula Mediterránea. La casa está en proceso de certificación Passivhaus, al haber conseguido un resultado de 0,4/h en el ensayo final de hermeticidad n50.
El equipo técnico del proyecto se muestra a continuación:
Arquitectos: Guillermo Sen, Iciar Sen
Arquitecto Técnico: Javier García Garrido – Garcia & Sala Arquitectes
Las estrategias usadas para mejorar el comportamiento en verano recuperan aspectos tradicionales de la arquitectura vernácula Mediterránea y los combina con soluciones modernas. Para el análisis térmico, se partió de un modelo en PHPP de la vivienda con los requisitos de transmitancias térmicas límites para la zona climática C2 y los caudales de ventilación requeridas por el Código Técnico. A continuación, se resume el impacto de cada solución en la demanda de refrigeración, para llegar al valor límite que pide el estándar Passivhaus para el clima de Barcelona.
Estudio de sombras
Para poder comprobar con mayor precisión el impacto de las estrategias de diseño de cara al verano, se realizó un estudio de sombras con la herramienta termodinámica DesignBuilder – EnergyPlus (Figura 7, Figura 8, Figura 9). Los resultados dieron los factores de reducción de sombra por cada ventana, que fueron introducidos a posteriori en la hoja de sombras del PHPP.
Figura 7: Copa de arboles
Figura 8: Modelo dinámico para estudio de sombras, en planta
Figura 9: Modelo dinámico para estudio de sombras, desde norte
Inercia térmica y ventilación natural nocturna
Construcciones masivas que favorecen la ventilación natural cruzada son pieza clave de la arquitectura vernácula Mediterránea. Aunque las viviendas Passivhaus de escasa inercia en climas cálidos han mostrado un muy buen comportamiento en verano [3, 4], está claro que algo de inercia, en combinación con la ventilación nocturna, ayuda para modular las temperaturas interiores y desfasar los picos de calor, mejorando las condiciones de confort y reduciendo el consumo energético. La vivienda en cuestión se ha construido con un sistema de entramado ligero de madera- por tanto- de escasa inercia térmica. Para incorporar un poco de inercia y potenciar el efecto de la ventilación natural nocturna, se incorporó una capa de 5 cm de mortero y un pavimento cerámico de 1,5 cm en los suelos de ambas plantas, dando una capacidad especifica de 85 Wh/K·m2 de inercia (en comparación con un edificio muy ligero de 60 Wh/K·m2). A través de ventanas oscilo-batientes entre abiertas durante la noche, se generará un caudal mínimo de ventilación nocturna calculada con el PHPP de 0,8/h (ventilación simple, cruzada y de efecto chimenea).
Protección solar
Gracias al diseño arquitectónico con balcones retranqueados de la fachada y una extensa copa de árboles que se mantuvo casi en su totalidad, la vivienda cuenta con una buena protección solar. Adicionalmente, cada ventana tiene mallorquinas exteriores y porticones interiores, con persianas exteriores apilables y orientables en la planta baja, aportando una protección adicional. Finalmente, se prescribieron vidrios de protección solar con una capa SGG Planistar en la cara 2 de la hoja exterior, con un factor solar del 36 %.
Superficies reflectantes: muros y cubierta
Paredes y cubiertas pintadas blancas es otra característica de la arquitectura Mediterránea. La casa de Castelldefels tienen un revoque exterior de mortero de silicato blanco, y cubierta con pavimento de color blanco, ambos con un factor de absorción solar de α = 40 % (negro α = 95 %). Esto ayuda en reflejar mayor cantidad de radiación solar e impide su transmisión al interior de la vivienda.
Reducción de infiltraciones indeseadas de aire
La reducción de las infiltraciones indeseadas es una estrategia que viene de climas fríos y templados, en donde la prioridad es reducir las pérdidas por infiltraciones en invierno cuando puede existir una ΔT interior-exterior de 30 ºC. Tendría que haber temperaturas exteriores de 55 ºC para tener la misma ΔT en verano. Sin embargo, la reducción de infiltraciones sirve en climas Mediterráneas costeras con mucha humedad, ya que se reduce la carga de frio latente (permitiendo una reducción de potencia en los equipos de aire acondicionado) y- en menor grado- la demanda de frio latente. Adicionalmente, las instalaciones mecánicas (ventilación y aire acondicionado) trabajan con mayor eficiencia. En la casa de Castelldefels, al reducir las infiltraciones de 5/h n50 (un valor típico para viviendas de nueva construcción) a 0,4/h, la carga latente se reduce en un 39 % y la demanda de frio latente en un 7%.
Aislamiento térmico
El aislamiento térmico reduce las ganancias por transmisión, especialmente por la cubierta. Es importante encontrar un balance entre los grosores de aislamiento necesarias para el invierno y el verano, ya que un grosor excesivo de aislamiento puede impedir la disipación de calor por la envolvente en verano. En el suelo de la vivienda (sobre forjado sanitario) se incorporó 15 cm de aislamiento de fibra de madera para una U = 0,264 W/m2·K. En fachada se colocó 20 cm de aislamiento de fibra de madera entre montantes de madera, junto con un SATE de fibra de madera de alta densidad de 6 cm, para una U = 0,158 W/m2·K. La cubierta tiene 26 cm de aislamiento de fibra de madera, para una U = 0,152 W/m2·K
Ventlación controlada por recuperación de calor y humedad (entálpica) con bypass automático en verano
La ventilación mecánica controlada de doble flujo con recuperación de calor es otra solución que originó en el centro y norte de Europa. ¿De qué nos sirve en el Mediterráneo en verano? Cuando las temperaturas exteriores suben por encima de la temperatura del confort (> 25 ºC), los usuarios en casas Mediterráneas con aire acondicionado típicamente cierran ventanas y encienden el aire, reduciendo la renovación de aire con consecuencias negativas para la calidad del aire interior. Bajo las mismas circunstancias, un sistema de doble flujo con recuperación de calor y bypass automático de verano, asegura una renovación constante y una alta calidad de aire. Cuando Text > Tint el recuperador reduce la temperatura del aire de entrada, mostrado en la Figura 10 donde la recuperación de calor reduce la temperatura del aire entrante de 35,5 ºC a 29,5 ºC.
Figura 10: Ventilación mecánica con recuperación de calor en verano
Cuando Text < Tint se abre el bypass automático para dar un free cooling, desviando la recuperación de calor. Adicionalmente, un recuperador entálpico ayuda para reducir la cantidad de vapor de agua que entra en la vivienda en verano cuando la humedad absoluta del aire exterior es mayor al aire de extracción (frecuente en climas cálidos húmedos en viviendas con refrigeración activa / deshumidificación). Lógicamente, cuando el aire acondicionado no está en funcionamiento, los usuarios pueden abrir todas las ventanas que quieran.
Discusión y conclusiones
La Figura 10 muestra los resultados de simulación del PHPP para cada una de las estrategias descritas arriba. La reducción en las demandas de refrigeración por el aislamiento en la cubierta es menor que en las paredes- un resultado que parece sorprendente. Se debe al nivel de sombra que proyecta la copa de árboles, que hace que la reducción sea menor en cubierta que en los muros. Destaca que la combinación de todas las estrategias es mayor a la suma de las estrategias individuales. En su conjunto, se reduce de la demanda de frio de 33 kWh/m2·a del edificio de partida CTE a 18 kWh/m2·a, para cumplir con el límite requerido para la certificación Passivhaus en clima de Barcelona.
Figura 11: Resultados de simulación PHPP, demandas de refrigeración
Podemos concluir que la combinación de estrategias bioclimáticas Mediterráneas con soluciones recogidas en el estándar Passivhaus, puede mejorar el
“comportamiento térmico de los edificios en el verano […] así como perfeccionar y aplicar técnicas de enfriamiento pasivo”
Usar una herramienta como el PHPP para realizar «pruebas de estrés» en fase de proyecto es importante para llegar a un diseño robusto. La monitorización y la evaluación posterior a la construcción son muy recomendables para aprender de los errores y mejorar.
Referencias bibliográficas
[1] Somot, S. (2005), “Modélisation climatique du bassin Méditerranéen: Variabilité et scénarios de changement climatique.” Thése de Doctorat, Université Toulouse III-Paul Sabatier. UFR Sciences de la Vie et de la Terre. pp 347. Toulouse, Francia, 2005.
[2] Parlamento Europeo (2010), “Directiva 2010/31/UE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 19 de mayo de 2010, relativa a la eficiencia energética de los edificios (refundición)”. Parlamento y Consejo Europeo, Bruselas, 2010.
[3] Wassouf, M. (2015), “Comfort and Passive House in the Mediterranean summer – monitorization of 2 detached homes in Spain Barcelona”, 19th IPHC, Leipizig, Alemania.
[4] Oliver Style (2016), “Measured performance of a lightweight straw bale passive house in a Mediterranean heat wave”. 20th International Passivhaus Conference, Darmstadt, Alemania.
Hormipresa Arctic Wall es un sistema constructivo totalmente industrializado con hormigón arquitectónico, certificado como componente Passivhaus en la zona de clima cálido-templado.
Hormipresa Arctic Wall: El sistema constructivo industrializado consigue la certificación de componente Passivhaus
Para su certificación, se llevó a cabo una simulación tridimensional para determinar el efecto térmico de los conectores y la celosía de acero galvanizado.
Los componentes que han sido certificados para zonas climáticas con requisitos más elevados también pueden usarse en climas con requisitos menos estrictos.
Hormipresa Arctic Wall es un sistema constructivo totalmente industrializado con hormigón arquitectónico, certificado como componente Passivhaus en la zona de clima cálido-templado, ya que los valores U de los componentes exteriores están por debajo de 0,25 W/m²K y los detalles constructivos cumplen con los criterios de ‘ libre de puente térmico’. El sistema consta de 9 cm de aislamiento térmico PIR, intercalado entre una capa de hormigón armado de 15 cm en la cara interior y una capa de hormigón arquitectónico, blanco, de 6 cm en la cara exterior. Las dos capas de hormigón se mantienen unidas con un sistema de celosía y conectores de acero galvanizado que minimizan la transmisión de calor al tiempo que proporcionan resistencia mecánica. La cámara de instalaciones, se aisla con 4 cm de lana mineral.
Para su certificación, se llevó a cabo una simulación tridimensional para determinar el efecto térmico de los conectores y la celosía de acero galvanizado, que penetran en la capa de aislamiento. La cubierta consiste en una losa alveolar de hormigón pretensado con 14 cm de aislamiento XPS. En el cerramiento de solera, se instalan 8 cm de aislamiento XPS en la cara superior de la losa de hormigón armado. Para los cálculos de la certificación, se utilizó una ventana estándar Passivhaus (Uw = 1,00 W/m²K con Ug = 0,90 W/m²K). El valor U total de la ventana instalada, de tamaño estándar (1,23 m de ancho por 1,48 m de alto), no debe superar 0,05 W/m²K el valor Uw, para garantizar el confort de los usuarios; criterio que se alcanza en este caso.
La hermeticidad del sistema se logra del siguiente modo: las ventanas y puertas están selladas con cintas herméticas Iso-Connect Inside Blue Line. La capa hermética de los muros y la solera es el hormigón armado. En la cubierta, lo es la losa alveolar. Las uniones entre paneles y con otros elementos constructivos se sellan con Sikaflex 11-FC sellador de juntas elástico y se pintan con pintura hermética Soudal Soudatight SP.
El Passive House Institute ha definido criterios internacionales para componentes en siete zonas climáticas basados en criterios de higiene, confort y accesibilidad económica. En principio, los componentes que han sido certificados para zonas climáticas con requisitos más elevados también pueden usarse en climas con requisitos menos estrictos. Su uso podría justificarse económicamente según proyecto.
Os presentamos 2 historias, una con final feliz, que dice «Afuera estamos a – 4 ºC y en casa a 19,6 ºC, sin la calefacción encendida» y otra muy diferente, que empieza diciendo «Estamos desesperados…»
LILU’s House: la excepción que debería de ser la norma
Dos historias
La primera: me llama el cliente, auto promotor de una casa pasiva con certificación Passivhaus Plus, y me dice, “Afuera estamos a – 4 ºC y en casa a 19,6 ºC, sin la calefacción encendida.”
La segunda: me llama una familia, recién llegada a su vivienda de nueva construcción, y me dice, “Estamos desesperados… hemos subido la temperatura de impulsión del agua del suelo radiante hasta 51 ºC y aun así pasamos frío… tenemos un consumo energético altísimo y la casa no es confortable. ¿Nos puedes ayudar?”
Ambas viviendas cuentan un certificado energético A. ¿Por qué, en el año 2023, sigue pasando esto? ¿Por qué hay familias que -después de haber hecho la mayor inversión de su vida y estar ilusionadas en vivir en una casa confortable con facturas energéticas bajas- pasan por lo que está viviendo la familia de la segunda historia? Ya es hora de que esa ilusión se convierta en realidad, y que la excepción, sea la norma.
LILU’s House: vivienda biopasiva Passivhaus Plus
LILU´s House corresponde a la primera historia, y funciona, en la realidad. Reúne, bajo un mismo techo, una oficina, un hogar y una unidad de investigación sobre la construcción en madera. Promovida por Pere Linares y Montserrat Lucas, la casa tiene una superficie de 142,4 m2 distribuidos en dos plantas. El arquitecto Oriol Martínez ha creado un diseño moderno y compacto con aperturas cuidadosamente diseñadas y protegidas del sol para maximizar la ganancia solar en invierno y evitar el sobrecalentamiento en verano.
La vivienda tiene una estructura mixta de entramado ligero de madera y paneles de madera maciza CLT, donde se han priorizado materiales saludables y de bajo impacto ambiental. Con el sistema de construcción completamente industrializado, la calidad y la precisión han mejorado drásticamente. Los sistemas industrializados aportan un tiempo de ensamblaje en obra reducido, menos generación de residuos, menos polvo, menos ruido, más amable con los vecinos y con el planeta.
LILU´s House pretende ser un laboratorio para la difusión del conocimiento sobre la construcción en madera, biopasiva, y certificada según el estándar Passivhaus.
La vivienda se monitoriza para comprobar su comportamiento real. La monitorización incluye la concentración de CO2 interior, la temperatura del aire, la humedad relativa y los COVs, junto con el consumo de energía y la producción de energía solar fotovoltaica. La casa cuenta con un generador fotovoltaico integrado en cubierta con 126 tejas fotovoltaicas y una potencia nominal de 6 kWp. Cada año, la vivienda producirá, de media, un 42% más de energía de la que consume.
Así es LILU’s House: una excepción, que debería de ser la norma.
Descripción Consultoría energética para un edificio plurifamiliar en El Carmel, un barrio del norte de Barcelona, diseñado por el estudio Vora Arquitectura. El edificio consta de 544 m2 de superficie útil, distribuidos en Planta Baja y 6 Plantas Piso, según fachada, dado el relieve del monte Carmel. Cada planta constará de una o dos viviendas, …
Consultoría energética
Edificio plurifamiliar en El Carmel
Descripción
Consultoría energética para un edificio plurifamiliar en El Carmel, un barrio del norte de Barcelona, diseñado por el estudio Vora Arquitectura.
El edificio consta de 544 m2 de superficie útil, distribuidos en Planta Baja y 6 Plantas Piso, según fachada, dado el relieve del monte Carmel. Cada planta constará de una o dos viviendas, con un total de 7.
Praxis ha realizado la simulación termodinámica en DesignBuilder (EnergyPlus), centrándose en el análisis y optimización de los sistemas pasivos: análisis de la incidencia solar, optimización del aislamiento y el comportamiento térmico de las tribunas. Con ello ha diseñado la envolvente térmica y hermética del edificio y ha prescrito la composición de la envolvente, ventanas y protección solar. En cuanto a sistemas activos, ha realizado un estudio del impacto de la recuperación de calor en el sistema de ventilación sobre las demandas energéticas.
Praxis también ha realizado un estudio energético, de energía embebida, construcción y costes de diferentes soluciones constructivas de fachada, con el objetivo de elegir una opción viable económicamente, eficiente energéticamente y sostenible.
Descripción Realización de ensayos de hermeticidad al aire “Blower Door” según la norma EN ISO 9972 para la comprobación de la ejecución de la hermeticidad en la construcción de una vivienda unifamiliar aislada en La Nou de Gaià, Tarragona. La vivienda es un EECN diseñado por Divers Arquitectura. Se han realizado dos ensayos: durante la …
Blower Door en La Nou de Gaià
Blower Door
Descripción
Realización de ensayos de hermeticidad al aire “Blower Door” según la norma EN ISO 9972 para la comprobación de la ejecución de la hermeticidad en la construcción de una vivienda unifamiliar aislada en La Nou de Gaià, Tarragona.
Se han realizado dos ensayos: durante la obra, y después de su finalización. En el ensayo preliminar, se buscaron infiltraciones con generador de humo y anemómetro.
El resultado final de N50=0,99/h, está muy por debajo del grado de hermeticidad exigido por CTE DB HE-1 2019.
Año: 2021
Lugar: La Nou de Gaià, Tarragona
Servicios: Blower Door
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