Can Naiades: 15 pasos hacia un hogar confortable, saludable, resiliente y eficiente
Can Naiades es una vivienda unifamiliar Passivhaus Plus de 4 dormitorios sobre 2 plantas, situada en Sant Julià d’Alfou. Diseñada por Daniel Tigges de Tigges Architekt con Oftecnics como arquitecto técnico y Praxis Resilient Buildings proporcionando el diseño Passivhaus.
Can Naiades: 15 pasos hacia un hogar confortable, saludable, resiliente y eficiente
Can Naiades es una vivienda unifamiliar Passivhaus Plus de 4 dormitorios sobre 2 plantas, situada en Sant Julià d’Alfou, en la provincia de Barcelona, Catalunya, España. Diseñada por Daniel Tigges de Tigges Architekt con Oftecnics como arquitecto técnico, y construida por House Habitat, Fontalgar Instalaciones ejecuta las instalaciones y Praxis Resilient Buildings proporciona el diseño Passivhaus, el proyecto de instalaciones y los ensayos Blower Door. La vivienda está en proceso de certificación Passivhaus de la mano de Micheel Wassouf de Energiehaus Arquitectos.
1. Diseño bioclimático
Can Naiades está construida en un terreno con una fuerte pendiente que baja de este a oeste, con muros de contención de rocalla que crean una plataforma donde la casa puede asentarse, con las fachadas más largas alineadas sur-norte. Para maximizar la captación solar y la iluminación natural, las ventanas de la fachada sur representan el 72% de la superficie total de ventanas, lo que significa que alrededor del 79% de las necesidades de calefacción de la casa provendrán del sol (un 14% provendrá de las ganancias de calor internas y el 7% restante del sistema de calefacción activo). En verano, el balcón de la planta intermedia y el voladizo de la cubierta dan sombra al acristalamiento en la fachada sur, y todas las ventanas tienen persianas exteriores de lamas apilables y orientables. La casa tiene un diseño relativamente compacto con un factor de forma de 462 m2 ÷ 128 m2 = 3,6 (superficie total de la envolvente, o “piel” exterior ÷ superficie de referencia energética, o superficie útil).
2. Estudio geobiológico
Al principio del proceso de diseño, la arquitecta Sonia Hernández-Montaño, del estudio de Arquitectura Sana, realizó un estudio geobiológico de la parcela, para medir la radiación electromagnética e identificar posibles fuentes de contaminación. Se midieron campos eléctricos y magnéticos de baja frecuencia, campos electromagnéticos de alta frecuencia, alteraciones geológicas, radiación gamma y neutrónica y campos magnéticos terrestres. Los resultados del estudio mostraron la existencia de algunos campos magnéticos terrestres en el lugar donde se encontraban las camas de dos de los dormitorios de la primera planta. Por este motivo, se modificó la distribución de las camas en ambos dormitorios para evitar posibles problemas de salud asociados a una exposición prolongada, mientras se duerme. Otra recomendación del estudio fue garantizar que el cableado de los dormitorios estuviera apantallado para evitar la radiación electromagnética en las horas de descanso. En la medida de lo posible, se han utilizado materiales de baja emisión para reducir los contaminantes interiores.
3. Estructura de madera
La casa está construida con una estructura ligera de madera ensamblada ex situ por EGOIN en el País Vasco (norte de España), utilizando madera local de pino radiata. Los módulos de pared constan de montantes de madera de 140 mm, rellenos de aislamiento de lana de vidrio reciclada y revestidos interiormente con un tablero de partículas de 12 mm y exteriormente con un tablero OSB 3 de 12 mm.
Los módulos de la cubierta están formados por vigas de 200 mm de canto, con aislamiento de lana de vidrio reciclada entre ellas, revestidas interiormente con una membrana dinámica de control del vapor y exteriormente con un tablero OSB 3 de 18 mm.
Todos los módulos del forjado intermedio y cubierta venían equipados de fábrica con una membrana impermeable SIGA Wetguard, para protegerlos de la lluvia durante el ensamblaje in situ. Debido al diseño de doble altura en la zona de la sala de estar, una parte de la estructura de la fachada norte consiste en paneles de madera contra laminada (CLT) de 150 mm de grosor, junto con una estructura metálica.
Los módulos de pared, forjado y cubierta se entregaron en la obra y la casa se levantó e impermeabilizó en sólo 8 días laborables, lo que aporta todas las ventajas de la industrialización: montaje rápido in situ, mayor precisión y calidad de construcción, menos residuos y optimización de los materiales.
4. Instalación de toma de tierra
Una buena toma de tierra es especialmente importante en las construcciones de madera, para evitar las radiaciones electromagnéticas de cables y aparatos que pueden afectar a la salud de los ocupantes, mayores que en viviendas de obra tradicional. Para ello, se instalaron cuatro picas de cobre de 3 metros de profundidad, conectadas a un cable de tierra, conectado a su vez a la armadura de la solera de hormigón. La propia estructura de acero también se soldó en puntos específicos para garantizar una buena conexión eléctrica a través de la losa. Las conexiones entre el cobre y el acero se sellaron con una masa especial para evitar la corrosión galvánica y garantizar una buena conexión a tierra durante toda la vida útil del edificio. Se recomienda una resistencia a tierra de ≤ 6 ohmios: una vez completado el sistema de puesta a tierra, el resultado medido fue de 2,15 Ω. ¡Fantástico!
5. Aislamiento térmico
Las paredes y los forjados de Can Naiades están aislados con aislamiento de Knauf Insulation de lana de vidrio reciclada, elegido por su resistencia al fuego, sus buenas prestaciones térmicas y porque incorporan un ligante en base vegetal E-Technology, sin fenoles ni formaldehídos añadidos, que protege tanto a los trabajadores de la obra como a los futuros ocupantes de las emisiones nocivas. Las paredes están aisladas entre los montantes de madera con 140 mm, junto con 60 mm en el exterior y otros 50 mm en la cámara de instalaciones al interior. La cubierta tiene 200 mm de aislamiento entre la estructura y otros 150 mm en la parte superior. Se han instalado entre 100 mm y 200 mm de aislamiento XPS bajo la losa de hormigón del suelo. Suministrado por Pafile se han utilizado pequeñas cantidades de aerogel- uno de los materiales más aislantes que existe para su uso en edificios- para aislar secciones específicas de las vigas de acero, que fueron necesarias para reforzar la estructura en la doble altura. El acero es un buen conductor del calor, por lo que las mantas de aerogel reducen los puentes térmicos, las pérdidas de calor y los puntos fríos donde el acero penetra en la envolvente térmica.
6. Barrera de gas radón
La solera se ha pintado con una membrana líquida Soudatight fabricada por Soudal para formar una barrera contra el radón, un gas cancerígeno natural, invisible e inodoro emitido por las rocas graníticas, que puede filtrarse en el edificio a través de los forjados y las paredes hasta el suelo (para más información, consulta este artículo sobre el gas radón).
7. Aberturas
Las ventanas constan de acristalamiento triple de baja emisividad relleno de argón y carpinterías de madera- aluminio Smartwin, con certificación Passivhaus, fabricadas por Ventanas Gardea. Los puentes térmicos de las ventanas se reducen al mínimo sobre-aislando la mayor parte de la parte fija de los marcos. En los alfeizares de las ventanas correderas y balconeras, las carpinterías se instalan sobre una placa de EPS de alta densidad Isotop Winframer, fabricada por Iso Chemie, para reducir el puente térmico de instalación y los puntos fríos. Un lucernario FAKRO DEC proporciona luz natural al hueco de la escalera, que queda a norte. Una puerta de gato Petwalk, hermética y aislada, con certificación Passivhaus, permitirá que el gato entre y salga de la vivienda a su antojo, con una pérdida de calor mínima.
8. Hermeticidad al aire y control del vapor
Se han utilizado cintas herméticas SIGA para todo el sellado hermético. Una membrana dinámica SIGA Majrex 200 proporciona la barrera de aire y la capa de control de vapor en la cubierta. La membrana tiene una resistencia al vapor de agua variable, lo que significa que en invierno actúa como barrera de vapor, y en verano deja pasar el vapor. Esto protege los módulos de la cubierta de la exfiltración de aire caliente y húmedo en invierno (importante para evitar daños por condensación intersticial en cubiertas planas de madera no ventiladas) y permite el secado posterior en verano (en caso de que se haya acumulado humedad durante el invierno, o debido a una infiltración de agua, ya sea durante la construcción o en el futuro). Un tablero de partículas FINSA Superpan VapourStop proporciona la barrera de aire y la capa de control de vapor en las paredes exteriores. La casa se someterá a una prueba de hermeticidad Blower Door de todo el edificio, para cumplir el estricto requisito Passivhaus de n50 ≤ 0,6 ren/h. Esto significa que la superficie total equivalente de todas las fugas de aire de la casa constituirá un agujero de unos 10 cm x 10 cm.
9. Ventilación controlada
Está claro que no se puede construir una casa hermética y sin corrientes de aire, sin asegurarse de que el espacio esté adecuadamente ventilado, ya que de lo contrario la calidad del aire sería terrible y habría demasiada humedad en el aire interior. Además, cada día, mientras comemos una media de 1 kg de alimentos y bebemos unos 2 litros de agua, respiramos unos 8.000 litros de aire. Así que una ventilación fiable y continua que proporcione una buena calidad del aire es realmente importante. En Can Naiades utilizamos un sistema de doble flujo con recuperación de calor Zehnder, que recupera alrededor del 90% del calor del aire viciado saliente y lo utiliza para precalentar el aire de impulsión. En verano, el proceso de recuperación de calor se invierte y el aire de impulsión se enfría con el aire viciado saliente, relativamente más frío. Si la temperatura del aire exterior es inferior a la del interior, se abre un “bypass” automático para que entre directamente aire exterior relativamente más frío, proporcionando una “refrigeración gratuita”. En todo el proceso, el recuperador consume aproximadamente la misma cantidad de electricidad que 2 bombillas de bajo consumo. El sistema impulsa aire fresco precalentado (o pre-enfriado en verano) en los dormitorios, el salón y el despacho, y extrae el aire viciado de la cocina y los baños, trabajando 24 h al día, 365 días al año, de forma silenciosa y eficiente. El recuperador incluye un filtro F7 en la admisión, que elimina gran parte de los contaminantes del aire exterior, procedentes- en este caso, y mayoritariamente- de las chimeneas de leña que se usan en invierno en los alrededores.
10. Mantenerse fresco en verano
Las olas de calor han sido una característica de los últimos años, y se prevé que aumenten en las próximas décadas, por lo que se han aplicado una serie de estrategias de diseño que ayudarán a mantener la casa fresca, consumiendo muy poca energía. Un balcón entre la planta baja y primera, junto con un voladizo en la cubierta, dan sombra al acristalamiento sur en verano. Todas las ventanas tienen protecciones solares móviles Griesser Solomatic, con lamas regulables que dejan pasar la luz natural, pero bloquean la radiación solar directa. El lucernario FAKRO tiene un toldo exterior para bloquear la ganancia solar, junto con un mecanismo de apertura motorizado, lo que significa que puede abrirse cuando hace calor dentro y más frío fuera, introduciendo aire fresco a través de los dormitorios de la planta baja y primera y sacándolo a través del lucernario. La diferencia de altura hace que el caudal de aire sea mayor gracias al efecto chimenea. Las ventanas de los despachos y los dormitorios tienen mosquiteras para poder dejarlas abiertas por la noche, sin que entren los insectos. Como en la arquitectura vernácula mediterránea, la casa está revestida de blanco en la mayor parte de la fachada, lo que significa que refleja mejor el sol en verano y se mantiene más fresca. Al sur y al oeste de la casa se han conservado tres arboles de chopo negro, de hoja caduca, que dan sombra en verano.
11. Calefacción y refrigeración
La calefacción y la refrigeración de confort se proporcionan mediante una batería autónoma de calefacción/refrigeración con bomba de calor ComfoClime Q de Zehnder instalada en el sistema de ventilación. En modo calefacción, la bomba de calor extrae calor del aire de extracción y lo pasa al aire de impulsión, calentándolo hasta 49ºC. En modo refrigeración, la unidad extrae calor del aire de suministro y lo pasa al aire de extracción, enfriándolo hasta 12ºC. De esta forma, durante la mayor parte del año, las necesidades de calefacción y refrigeración de la vivienda quedarán cubiertas por el aire de impulsión de ventilación, proporcionando hasta 3,8 kW de potencia calorífica y 1,7 kW de potencia frigorífica con un caudal de 400 m3/h.
Para los picos de carga de refrigeración, un equipo Panasonic Aquarea Ecoflex, que consta de una unidad interior de 7 kW, recircula el aire interior y extrae el calor del edificio. En lugar de verter ese calor al aire exterior (como hacen los aires acondicionados tradicionales), la Ecoflex recupera el calor y lo transfiere al depósito de agua caliente sanitaria (ACS), reduciendo así el consumo de energía de agua caliente en verano.
12. Agua caliente sanitaria (ACS)
La bomba de calor Panasonic Aquarea Ecoflex produce agua caliente para el lavado y la ducha, extrayendo el calor del aire exterior y transfiriéndolo al agua del depósito de ACS, moviendo- de media- 3,4 unidades de calor por cada unidad de electricidad (es decir, extremadamente eficiente). Como ya se ha explicado, la bomba de calor tiene una función de recuperación de calor cuando funciona en modo refrigeración, en la que el calor extraído de la vivienda se utiliza para precalentar el agua caliente del depósito. Esto aumenta el rendimiento de la bomba de calor en torno al 52%, es decir, mueve 5,1 unidades de calor por cada unidad de electricidad. Además, cada ducha está equipada con un sistema de recuperación de calor del agua de desagüe Zypho, suministrado por Aliaxis que utiliza el calor de las aguas residuales de la ducha para precalentar el agua fría entrante, lo que reduce el consumo de agua caliente entre un 30% y un 50%. El depósito de agua caliente y los cuartos de baño se han colocado lo suficientemente cerca el uno del otro para evitar la necesidad de un circuito de recirculación de ACS, evitando las pérdidas de calor asociadas (que luego se convierten en ganancias de calor en verano…).
13. Generación fotovoltaica
Can Naiades tendrá 18 paneles solares fotovoltaicos montados en el tejado (6,7 kWp en total) instalados por Prot Energia que generarán unos 7000 kWh/a. Esto significa que la vivienda generará anualmente alrededor de un 25% más de electricidad de la que consume.
14. Ahorro de agua
Ahorrar energía es bueno, pero también lo es ahorrar agua. Durante la fase de diseño hubo una gran sequía en Cataluña, por lo que los propietarios tenían claro que ahorrar agua también era una prioridad, dado que las sequías y las olas de calor no harán sino aumentar en las próximas décadas. Con este fin, se han incluido una serie de soluciones de ahorro de agua en la casa, para reducir radicalmente el consumo de agua. En primer lugar, un sistema Intewa de tratamiento de aguas grises suministrado por Ecospai recoge las aguas residuales de duchas y lavabos, las limpia y las bombea de nuevo a las cisternas de los inodoros y a la lavadora. En segundo lugar, los grifos y cabezales de ducha de bajo caudal reducen el consumo de agua. En el cuarto de baño de la planta baja hay un urinario seco, que evita tener que usar cisterna y ahorra unos 4 litros de agua que se van por el desagüe en cada descarga. Por último, un sistema de captación de aguas pluviales recoge el agua para regar el jardín. No habrá piscina, y el jardín incluirá especies vegetales mediterráneas locales que no necesitan mucho riego.
15. Monitorización y control
La vivienda se monitorizará para controlar el consumo de energía y agua mediante el sistema Loxone suministrado por HEBHAUS junto con los sensores de calidad del aire interior MICA, suministrados por INBIOT y sensores de gas radón suministrados por Bequerel. Adicionalmente, se usará el sistema de Loxone para controlar las persianas, la iluminación exterior, un video portero, un cargador de coche eléctrico y el sistema de climatización y ventilación.
Los propietarios desean agradecer a las siguientes personas y empresas su apoyo al proyecto:
