Formación

Mente fresca: climatización con techo radiante en una rehabilitación Passivhaus 

Se presenta un sistema de climatización con aire de renovación y techo radiante, instalado en un edificio plurifamiliar en el centro histórico de Girona, certificado Passivhaus EnerPHit por Demandas.

Mente fresca: climatización con techo radiante en una rehabilitación Passivhaus 

Se presenta un sistema de climatización con aire de renovación y techo radiante, instalado en un edificio plurifamiliar en el centro histórico de Girona, certificado Passivhaus EnerPHit por Demandas. Para cada apartamento, el sistema consiste en una bomba de calor aire-agua como equipo de producción, un ventilador con recuperación de calor y humedad con batería de agua de post-tratamiento, y placas de techo radiante. El control se lleva a cabo con una centralita de domótica con sensores de temperatura y humedad por estancia. Esta solución ofrece calefacción y refrigeración con el mismo elemento terminal, trabajando de manera casi silenciosa y a baja temperatura, dando un alto confort térmico y un buen rendimiento trabajando con bomba de calor. Un funcionamiento fiable depende- entre otras cosas- de un buen dimensionamiento, una correcta puesta en marcha del sistema de ventilación y control, y un correcto mantenimiento de los filtros en los recuperadores de parte de los usuarios. No se recomienda este tipo de sistema para viviendas donde se abren mucho las ventanas en verano y funciona mejor en zonas cálidas secas. 

Se trata de un edificio plurifamiliar de 6 plantas, en el centro histórico de Girona, con certificación Passivhaus EnerPHit por Demandas. Esta promoción privada- que fue la primera de su tipo en Cataluña- lanzó 4 apartamentos de 129 m2 y un dúplex de 162 m2 al mercado.  

Por normativa patrimonial, se tuvo que instalar el aislamiento por el interior, con una consecuente pérdida de inercia térmica. Garantizar, entonces, el confort térmico para los usuarios en verano es especialmente importante. La climatización con el aire de renovación permite una simplificación de las instalaciones térmicas y una reducción en su coste. Sin embargo, su potencia térmica se puede ver limitada bajo condiciones exteriores extremas en verano. Se presenta aquí, una solución para potenciar la climatización con el aire de renovación y hacer frente a las altas temperaturas en el periodo estival.  

Figura 1: Edificio rehabilitado

Los datos del proyecto se muestran a continuación: 

  • Clase de certificación: Rehabilitación Passivhaus-EnerPHit por demandas 
  • Superficie útil / construida: 678 m2 / 1.038 m2 
  • Promotor: MBD Real Estate Group  
  • Constructora: Busquets Sitja  
  • Arquitectos: López-Pedrero-Roda Arquitectes  
  • Ingeniería de instalaciones: PGI Engineering 
  • Control/domótica: Progetic 
  • PHPP, diseño Passivhaus: Oliver Style, Bega Clavero 
  • Certificación Passivhaus: Energiehaus Arquitectos

Descripción y funcionamiento del sistema 

Al comienzo del proyecto, se plantearon 2 soluciones de climatización: 

  1. Climatización con el aire de renovación  
  1. Climatización con el aire de renovación + placas de techo radiante 

Se optó por la segunda opción, ya que no se podía mantener la temperatura de confort en verano a ≤ 25ºC climatizando únicamente con el aire de renovación. Añadiendo 19 m2 de placas de techo radiante (una cobertura del 15 % de la superficie del techo), se alcanzaba una cobertura del 100 % de las cargas térmicas máximas de verano, con condiciones exteriores de Taire ext. = 34,1 ºC (con Hespecífica ext. = 10,5 g/kg.a.s), según los valores calculados en proyecto.

Para un apartamento tipo, el sistema consiste en los siguientes elementos:

  • Equipo de producción térmica: bomba de calor monobloc aire-agua Daikin EWYQ005ADVP (5,20 kW frio / 5,65 kW calor) [Figura 2] 
  • Recuperador: Zehnder ComfoAir550 entálpico [Figura 3] 
  • Batería de agua: Zehnder ComfoPost CW10 [Figura 4] 
  • Placas de techo radiante: Zehnder NIC 150 & NIC 300 [Figura 5, Figura 6] 
  • Sistema de control:
  • 1 sensor de temperatura & humedad por estancia
  • 1 centralita mini server de Loxone [Figura 7]
  • Diversos elementos para controlar los circuitos de techo radiante, la temperatura de agua del clima / techo radiante, la válvula mezcladora y bomba de circulación del techo radiante, y la válvula de 3 vías de la batería de agua 

Figura 2: Bomba de calor aire-agua monobloc
Figura 3: Recuperació de calor entálpico
Figura 4: Batería de agua, silenciador & conductos (antes de la instalación del aislamiento en los conductos)
Figura 5: Placas de techo radiante
Figura 6: Imagen infrarrojo de una placa de techo radiante en modo frío
Figura 7: Cuadro del sistema de control 

En modo calefacción, la bomba de calor genera agua caliente, circulándola por las placas de techo radiante a una temperatura de impulsión/retorno de 45 ºC / 40 ºC. Al mismo tiempo, la batería de agua calienta el aire de renovación para impulsarlo en las zonas secas a aproximadamente 40 ºC. Se controla la velocidad del ventilador para evitar caudales excesivamente altos y una humedad relativa aire interior demasiado baja. 

En modo refrigeración, la bomba de calor genera agua fría, circulándola por las placas de techo radiante a una temperatura de impulsión/retorno de 7 ºC / 12 ºC. Al mismo tiempo, la batería de agua enfría el aire de renovación, para impulsarlo en las zonas secas a aproximadamente 15 ºC. La batería actúa de deshumificador en verano, para extraer agua del aire de impulsión y bajar la temperatura de rocío en la superficie de las placas de techo radiante, controlando de esta manera las condensaciones.  

El recuperador entálpico ayuda a aumentar la humedad relativa del aire interior en invierno y el inverso en verano, mejorando el confort térmico y reduciendo la carga latente a la que se enfrenta la batería. 

Con el caudal de ventilación de 0,4/h (135 m3/h), las placas de techo radiante típicamente cubren- tanto para calefacción como para refrigeración- aproximadamente 65 % de las necesidades térmicas. La batería y el sistema de renovación de aire cubren el 35 % restante. 

Un correcto control de un sistema de techo refrescante es imprescindible para evitar problemas de condensaciones superficiales. Para ello, se ha instalado un sensor de temperatura y humedad en cada una de las 5 estancias donde están las placas radiantes (comedor, cocina y 3 habitaciones). Los datos de temperatura y humedad permiten ajustar la temperatura del agua de las placas, actuando sobre la posición de la válvula mezcladora para evitar condensaciones. 

Al mismo tiempo, se actúa sobre el ventilador, para bajar o subir el caudal en función de las necesidades térmicas, con una programación (ajustable por el usuario) que impide que el ventilador trabaje en “modo fiesta” durante las horas de descanso. El control permite establecer diferentes temperaturas de consigna según horarios o según la ocupación, con el fin de obtener el máximo confort con el mínimo consumo de energía. 

El sistema de ventilación funciona de forma automática con horarios pre-establecidos, con posibilidad de ajuste manual según el nivel de ocupación, o las necesidades de deshumidificación. La Figura 8 resume su funcionamiento: 

Figura 8: Velocidades y funcionamiento de la ventilación

Conclusiones 

La climatización con techo radiante ofrece una solución eficiente para aumentar la potencia de los sistemas de climatización con el aire de renovación en verano. Al ser un sistema principalmente radiante de baja temperatura, da un mejor confort al usuario y una factura reducida en comparación con sistemas convectivos. Según las cargas térmicas del edificio, se puede dimensionar la cantidad de placas que haga falta por zona. Con las bajas cargas térmicas de edificios rehabilitados bajo el estándar Passivhaus, se puede llegar a coberturas de tan solo 15 % a 30 % de la superficie del techo, sin necesidad de elementos terminales como fan coils, que ocupan más espacio en falsos techos, siendo siempre un limitante en la rehabilitación.  

El sistema de control presentado aquí ofrece una solución flexible a un coste razonable, con un interfaz relativamente sencillo para el usuario. La posibilidad de visualizar y monitorizar datos reales a distancia y en tiempo real, facilita la optimización del sistema y el mantenimiento preventivo, permitiendo también, una mejora constante en el diseño, ejecución y operación. 

Este tipo de sistema es más apto para uso en zonas cálidas secas, ya que, en zonas de mucha humedad, la potencia del sistema se limitará en función del nivel de humedad del aire interior y la cercanía al punto de rocío. Su buen funcionamiento depende de un buen dimensionamiento, una correcta puesta en marcha del sistema de ventilación y control, y un correcto mantenimiento de los filtros en los recuperadores. 

¿Passivhaus en el Mediterráneo? Estrategias para mantenerse fresco en una casa pasiva a pie de playa

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. Este articulo presenta las estrategias usadas en el diseño de una casa pasiva Mediterránea a pie de playa en Castelldefels, Barcelona.

¿Passivhaus en el Mediterráneo? Estrategias para mantenerse fresco en una casa pasiva a pie de playa

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)

Figura 1: Modelización climática de la cuenca Mediterránea: variación anual media de las temperaturas del aire en verano (°C), 2070-2099 vs 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 (…)” [2]. Este articulo presenta las estrategias usadas para mejorar el comportamiento térmico en verano de una casa pasiva en un clima Mediterráneo.

“Esencia Mediterránea”: casa pasiva a pie de playa 

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.

Figura 2: Imagen satelital, provincia Barcelona
Figura 3: Imagen satelital, Castelldefels
Figura 4: Planta baja
Figura 5: First floor
Figura 6: Imagen de la vivienda [Fuente: House Habitat] 

El equipo técnico del proyecto se muestra a continuación. 

  • Arquitectos: Guillermo Sen, Iciar Sen 
  • Arquitecto Técnico: Javier García Garrido – Garcia & Sala Arquitectes 
  • Constructora: Pere Linares – House Habitat  
  • PHPP, física de edificios, proyecto de ventilación & climatización: Oliver Style, Bega Clavero 
  • Proyecto instalaciones: Vicenç Fulcarà – Progetic 
  • Certificación Passivhaus y Blower Door: Micheel Wassouf, Martín Amado – Energiehaus 

Estrategias para verano 

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). 

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. 

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 %.    

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  

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%.   

Ventilación controlada con 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: El sistema constructivo industrializado consigue la certificación de componente Passivhaus

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’.

Hormipresa Arctic Wall: El sistema constructivo industrializado consigue la certificación de componente Passivhaus

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.

Consulta el sistema en la Base de datos de componentes certificados del Instituto Passivhaus

Un especial agradecimiento a Soraya Lopez del Passive House Institute por sus esfuerzos en acabar la certificación en los plazos acordados con el Cliente.

Casa A, Somió, Gijón: Vivienda unifamiliar certificada por Praxis como PHI Baja Demanda Energética

Casa A, Somió, Gijón: Vivienda unifamiliar certificada por Praxis como PHI Baja Demanda Energética Esta vivienda unifamiliar de estructura mixta está certificada como PHI Baja Demanda Energética por Oliver Style de Praxis. Se encuentra en la localidad de Somió, Gijón, Asturias. Fue diseñada por el arquitecto Juan Ignacio Corominas, con Patricia Borràs como Passivhaus Designer. …

Casa A, Somió, Gijón: Vivienda unifamiliar certificada por Praxis como PHI Baja Demanda Energética

Esta vivienda unifamiliar de estructura mixta está certificada como PHI Baja Demanda Energética por Oliver Style de Praxis. Se encuentra en la localidad de Somió, Gijón, Asturias. Fue diseñada por el arquitecto Juan Ignacio Corominas, con Patricia Borràs como Passivhaus Designer. Cuenta con muros de fachada con aislamiento SATE de 12cm sobre una fábrica de termo-arcilla rectificada de 24cm y una cámara de instalaciones con 5cm de aislamiento, U = 0,208 W/m2·K. La cubierta tiene 28cm de aislamiento térmico de XPS, U = 0,117 W/m2·K. Los muros contra terreno del sótano calefactado tienen 8cm de aislamiento, U = 0,437 W/m2·K. El forjado sanitario de la planta baja cuenta con 15cm de aislamiento térmico, U = 0,137 W/m2·K.

Las carpinterías son Cortizo COR-80 Industrial Passivhaus 1.0, con certificación de componente Passivhaus, con una transmitancia del perfil Uf = 0,94 W/m2·K. Los vidrios son de doble cámara, bajo emisivos con gas argón, Ug = 0,50 W/m2·K y g= 49%. Todas las ventanas tienen persianas exteriores enrollables para controlar las ganancias solares en verano. La producción térmica se lleva a cabo con una bomba de calor aire-agua Baxi PBM 10, de 9,2 kW de potencia calorífica, con suelo radiante como elemento terminal de calefacción. La misma bomba de calor produce agua caliente sanitaria. Una unidad de ventilación Aldes InspirAIR Side 240, con certificación de componente Passivhaus, se encarga de la renovación de aire, con una tasa de recuperación de calor sensible del 86 %. El ensayo Blower Door dio un resultado de N50 = 0,89 ren/h.

Fotos: Juan Ignacio Corominas

Enlaces:

Lecciones aprendidas en proyectos y obras bajo el Estándar Passivhaus

Hace más de 10 años que se construyó el primer edificio Certificado Passivhaus en la península. Desde entonces los técnicos, desde diseñadores y consultores, hasta constructores y operarios, hemos ido obteniendo experiencias. ¿Qué hemos aprendido? ¿Qué retos plantea el futuro?

Lecciones aprendidas en proyectos y obras bajo el Estándar Passivhaus

Hace más de 10 años que se construyó el primer edificio Certificado Passivhaus en la península. Ha llovido mucho desde aquellos primeros proyectos, entre tanto los técnicos, desde diseñadores y consultores, hasta constructores y operarios, hemos ido obteniendo experiencias. ¿Qué hemos apreciado? ¿Qué hemos aprendido? ¿Qué retos consideramos para el futuro próximo?

El factor de forma y aislamiento

Como consultores Passivhaus, solemos trabajar en base a un anteproyecto o un proyecto básico, cuando la forma y volumetría del edificio ya están determinadas, a veces sin tener en consideración su importancia al momento de proyectar un edificio de alta eficiencia energética. Dicho diseño influye en el comportamiento energético del edificio, entre otros factores, mediante la compacidad, que se mide con el factor de forma. Éste se define como la relación entre la superficie de la envolvente térmica y la superficie de referencia energética:

Factor forma = Superficie envolvente (m2) / S.R.E (m2)

A menor valor de factor de forma, menor superficie de envolvente expuesta a pérdidas energéticas por m2 de superficie útil y por tanto, mayor eficiencia de nuestros cerramientos.

Hemos comparado algunos proyectos realizados hasta la fecha, según su tipología y los espesores de sus cerramientos, estableciendo un aislamiento equivalente para todos los proyectos con una conductividad térmica de 0,040 W/m·K, para que la comparativa no se distorsione por aislamientos con conductividades térmicas diferentes.

Edificios plurifamiliares

Se han analizado datos de 3 edificios plurifamiliares Passivhaus Classic, de 3 y 5 plantas, construidos en Girona, Puigcerdà y Donostia – San Sebastián:

Figura 1: Espesores de aislamiento equivalente en solera, muros y cubierta, según el factor de forma
Figura 2: Transmitancia Uw instalada de las ventanas según el factor de forma

Las gráficas indican una correlación clara: a mayor factor de forma, mayor espesor de aislamiento en los cerramientos opacos, así como una transmitancia Uwinstalada media menor en el caso de las ventanas. Lógicamente hay otros factores que influyen; como la orientación, el diseño pasivo solar, los puentes térmicos, y la inercia térmica, que pueden permitir una reducción en las prestaciones de los cerramientos, si se optimizan en la fase de diseño.

Edificios Unifamiliares

De las viviendas unifamiliares, el estudio se ha reducido a 9 viviendas, ubicadas en la provincia de Barcelona, a una altura media de 241 m sobre el nivel del mar:

Figura 3: Espesores de aislamiento equivalente en solera, muros y cubierta, según el factor de forma
Figura 4: Transmitancia Uw instalada de las ventanas según el factor de forma

Aunque la tendencia es similar a los plurifamiliares, el caso de las unifamiliares es más complejo: se observan ciertos cambios y casos en que el factor de forma no parece ser tan determinante en el espesor de aislamiento ni en las prestaciones de la ventana. Esto se debe a la influencia de otros factores; como la orientación, el diseño pasivo solar, los puentes térmicos, la inercia térmica, la radiación solar y las sombras que provoca el entorno del edificio, etc.

Figura 5: Transmitancia media de los cerramientos en contacto con el aire exterior según su factor de forma, en edificios plurifamiliares
Figura 6: Transmitancia media de los cerramientos en contacto con el aire exterior según su factor de forma, en edificios unifamiliares

Observando las gráficas anteriores, queda evidente que se puede reducir espesores de aislamiento y prestaciones de las ventanas si diseñamos edificios de mayor compacidad. Normalmente hay un pequeño sobre coste en obra al diseñarlo bajo el Estándar Passivhaus, pero, ¿por qué no usar una herramienta como el factor de forma para reducir los costes de construcción y llegar al objetivo de Passivhaus sobre coste cero?

El Blower Door no engaña

En la construcción en entramado de madera, es común utilizar el panel OSB estructural como capa hermética. Esta doble función del panel hace que la definición de su clase y su espesor se haga, no solamente por la clase de uso y esfuerzos estructurales que tenga que soportar, sino también por el grado de infiltraciones de aire que requiera el edificio. El Instituto Passivhaus publicó el siguiente gráfico de un estudio realizado entre varios fabricantes y tipologías de OSB [4]:

Gráfico, Gráfico de barras, Gráfico en cascada

Descripción generada automáticamente
Figura 7: Resultados de hermeticidad (valor q50) de OSB 3 y 4 de diferentes fabricantes. Se muestra el valor q50 = 0,1 m3/m2h (línea punteada) como valor para alcanzar los requerimientos de hermeticidad del Estándar.

Aunque se observa que el grado de infiltraciones depende principalmente del fabricante, los tableros OSB 4 de 22 mm de espesor son los que presentan un grado menor. En la práctica, nos hemos encontrado casos dónde, al reducir el espesor del OSB por cuestiones económicas, se ha comprometido la hermeticidad sin poder llegar a certificar:

Imagen que contiene interior, persona, hombre, pequeño

Descripción generada automáticamente
Figura 8: Durante el ensayo Blower Door en el Edificio A, se observó que el plástico se hinchaba de aire exterior que se infiltraba a través del panel.
Tabla 1: Comparativa de resultados del test Blower Door de tres viviendas de entramado ligero.

Tomando en cuenta que la hermeticidad al aire de los tableros OSB varia por fabricante, podemos concluir que el OSB 3 de 18 mm es apto para conseguir una hermeticidad al aire de n50 ≤ 0,6 ren/h, siempre y cuando el sellado entre tableros y entre el resto de elementos se ejecute con cuidado y rigor.

La hermeticidad de las correderas

La industria de la fabricación de carpinterías ha experimentado un gran avance cualitativo en los últimos años. De tener problemas para encontrar en el país perfiles para triple vidrio, hemos pasado a productos muy sofisticados en madera, aluminio, PVC y mixtas.

Las correderas se convierten en el tipo de perfilería que, aun habiendo mejorado sus prestaciones hasta Clase IV de hermeticidad al aire con las oscilo-paralelas y las elevables, requieren más atención cuando diseñamos las aperturas de un edificio. Después de presenciar test Blower Door en edificios con correderas, concluimos que, para garantizar la hermeticidad, éstas deben tener como mínimo una hoja fija, y si son de varias hojas, que la fija quede en la posición central para que el cierre entre hojas fija y móvil sea hermético.

A continuación, comparamos los resultados de 3 edificios, dos con correderas de una sola hoja móvil y otra fija, y otro con 3 hojas correderas móviles:

Figura 9: Imagen tomada durante el ensayo Blower Door en la vivienda D, donde se observa un leve paso de aire durante la depresión producida.
Figura 10: Imagen tomada durante el ensayo Blower Door en la vivienda F, donde el paso de aire es mucho mayor.
Tabla 2: Comparativa de resultados del ensayo Blower Door de dos edificios con carpinterías correderas

Climatización y ventilación, juntas, pero no revueltas

Una de las propuestas del estándar Passivhaus es la de unir en una misma instalación el sistema de ventilación y climatización. Con años de experiencia en el diseño y la realización de instalaciones hemos constatado que no es recomendable climatizar mediante el aire de ventilación en climas húmedos o cálidos. Estos sistemas, que se basan en incorporar una batería de agua en el sistema de ventilación, tienen una potencia limitada, que en climas cálidos difícilmente llega a cubrir la carga de refrigeración, sobre todo en momentos de alta ocupación y durante olas de calor.

Por otra parte, se oye hablar sobre la idoneidad de los sistemas radiantes y refrescantes en los edificios Passivhaus. Recomendamos que, si se instalan este tipo de sistemas, sean de baja inercia térmica, para conseguir una respuesta térmica más rápida del sistema a un requerimiento puntual de climatización, por ejemplo, una semana nublada sin radiación solar en invierno. Para la refrigeración mediante sistemas radiantes, es imprescindible diseñar un sistema de deshumidificación por recirculación, independiente de la ventilación, y un control fiable de la temperatura del agua de impulsión para que la superficie radiante quede por encima de la temperatura del punto de rocío y se evitan condensaciones.

Después de este breve repaso por los 5 principios del Estándar Passivhaus, concluimos que, aun habiendo caminado mucho desde hace más de 10 años, queda mucho camino por andar. La clave para poder mejorar en el diseño y la ejecución de edificios Passivhaus la encontramos en recopilar y difundir experiencias, soluciones y proyectos entre los técnicos y empresas del sector.

Keep cool and carry on: Experiencias en refrigeración de viviendas Passivhaus en clima cálido

Con el aumento de las temperaturas globales y las olas de calor en verano cada vez más frecuentes, mantener los edificios Passivhaus frescos se ha convertido en un tema candente.

Keep cool and carry on: Experiencias en refrigeración de viviendas Passivhaus en clima cálido

Con el aumento de las temperaturas globales y las olas de calor en verano cada vez más frecuentes, mantener los edificios Passivhaus frescos se ha convertido en un tema candente.

Bromas aparte, el sobrecalentamiento puede ser mortal: en Francia el pico de mortalidad que produjo la ola de calor de 2003 fue más alto que el pico durante la primera ola de COVID en 2020, como se muestra en la Figura 1 [Parienté et al 2021].

Figura 1: Tasa de mortalidad en Francia durante la ola de calor de 2003 frente a la primera ola de COVID en 2020
[Fuente: Parienté et al 2021]

La refrigeración activa en los climas templados-cálidos parece que se convertirá en necesaria. La pregunta es: para climas templados-fríos, ¿es suficiente la refrigeración pasiva, o es inevitable la refrigeración activa? ¿Cuáles son los pros y los contras de los diferentes sistemas? ¿Llamarán los clientes en la próxima ola de calor quejándose?

El artículo presenta el análisis técnico y las lecciones aprendidas de 10 años de experiencia aplicando estrategias de enfriamiento pasivo y activo en edificios Passivhaus residenciales en Catalunya. Se comparan 6 sistemas de refrigeración activa diferentes que han sido diseñados e instalados en viviendas unifamiliares Passivhaus, evaluando la simplicidad o complejidad del diseño, instalación y puesta en marcha; costos iniciales; facilidad de uso, robustez y comodidad; impacto ambiental de los refrigerantes para sistemas de enfriamiento activos; y el resultado final: comportamiento medido y datos de monitorización.

Refrigeración pasiva

Un diseño cuidadoso, aberturas de tamaño moderado con protección solar exterior, la consideración de la climatología local y unos usuarios activos parecen ser algunas de las claves para que la refrigeración pasiva sea eficaz. La reducción de las ganancias internas es primordial, con electrodomésticos eficientes y sistemas de Agua Caliente Sanitaria (ACS) compactos en diseño, que eviten la necesidad de recirculación. Si la recirculación es inevitable, las tuberías deben tener un alto nivel de aislamiento, con un control sobre el caudal de impulsión del agua, a la menor temperatura posible – siempre y cuando sea compatible con la prevención de la Legionela. La ultrafiltración y la desinfección química son alternativas prometedoras a la solución convencional de alta temperatura de suministro de ACS y prevención por choque térmico.

La protección solar exterior móvil es esencial, idealmente mediante persianas exteriores de lamas graduables y apilables motorizadas, ya sea controladas por el usuario o automatizadas. Incluso las ventanas orientadas al norte necesitan sombreamiento: la alta constante de tiempo de los edificios Passivhaus significa que incluso la radiación solar difusa puede causar sobrecalentamiento. Si sólo se pueden implementar elementos de sombra fijos, entonces se deben tratar soluciones concretas y apropiadas para cada orientación, con especial atención a las orientaciones este y oeste, que reciben más radiación solar en verano que la orientación sur (Figura 2). Los voladizos horizontales profundos en las aberturas a sur funcionan mejor (o a norte, en el caso del hemisferio sur), en cambio, para este y oeste se recomiendan los salientes verticales.

Figura 2: Radiación solar por orientación, fichero climático del PHPP para Barcelona

La ventilación nocturna combinada con la inercia térmica funciona bien cuando las temperaturas nocturnas son lo suficientemente bajas. Los colores exteriores claros, un alto nivel de aislamiento en cubiertas, el acoplamiento con el terreno y los ventiladores de techo también son estrategias efectivas. La Figura 3 muestra un ejemplo de datos medidos para una vivienda unifamiliar que emplea muchas de esas estrategias (pero con poca inercia térmica).

Figura 3: Collsuspina, refrigeración pasiva

La refrigeración pasiva es generalmente sencilla, de bajo coste, fácil de instalar, mantener y puede ofrecer un buen nivel de confort. Sin embargo, las estrategias de refrigeración pasiva son altamente dependientes del clima y del comportamiento de los usuarios. En los lugares donde las temperaturas medias del aire y los niveles de radiación solar son altos, las temperaturas mínimas nocturnas no bajan de ~ 20 ºC y la temperatura nocturna del cielo y la humedad del aire exterior son altas, la refrigeración pasiva no funcionará. La Figura 4 y la Figura 5 muestran un ejemplo durante una semana de la ola de calor en Barcelona en Julio del 2015. En este caso, la refrigeración activa es inevitable para mantener el confort interior.

Gráfico, Gráfico de líneas

Descripción generada automáticamente
Figura 4: Temperatura del aire exterior, Barcelona 3 – 10 Julio 2015
Gráfico, Gráfico de líneas

Descripción generada automáticamente
Figura 5: Humedad absoluta exterior, Barcelona 3 – 10 Julio 2015

Refrigeración activa

Se comparan 6 sistemas de refrigeración diferentes que han sido diseñados e instalados en Passivhaus residenciales, evaluando 6 criterios a través de un simple sistema de puntuación de 1 a 5 puntos, que se muestra en la Tabla 1. Se presentan datos de monitorización para los sistemas Sistema 1, 2, 5, y 6.

Tabla 1: Comparación cuantitativa de 6 sistemas de refrigeración diferentes

Los sistemas de refrigeración radiante ofrecen un alto nivel de confort y eficiencia, pero son más complejos de diseñar, instalar y poner en marcha, con un mayor coste. El control de la humedad y la potencia de refrigeración pueden dar problemas en climas cálidos y húmedos, donde los usuarios entran y salen del edificio (jardín, balcón, etc.). La Figura 6 muestra los datos de monitorización de un sistema de refrigeración por suelo radiante. La figura 7 muestra los datos de monitorización de un sistema de refrigeración por techo radiante.

Gráfico

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Figura 6: Sistema 1, Terrassa, refrigeración por suelo radiante + deshumidificación mediante el sistema de ventilación
Gráfico, Diagrama

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Figura 7: Sistema 2, La Garriga, refrigeración por techo radiante + deshumidificación mediante el sistema de ventilación

Los radiadores de baja temperatura (instalados en el suelo o pared) ofrecen un equilibrio razonable entre simplicidad de instalación, coste, eficiencia y comodidad. Son equipos con menor potencia de refrigeración que los fan-coils y splits, por lo que requieren un mayor número de unidades para cubrir la misma carga que un sistema de fan-coil/split de conductos (donde 1 unidad interior puede refrigerar varias habitaciones). La Figura 8 muestra los datos monitorizados de este tipo de sistema.

Figura 8: Sistema 3, Moià, radiadores de baja temperatura

Según las experiencias de refrigeración mediante el aire de la ventilación, ésta puede ser problemática, debido a la potencia de refrigeración limitada, consecuencia de tratar el aire exterior en lugar de recircular el aire interior, la baja tasa de caudal y las ganancias de calor a lo largo del recorrido de los conductos. La potencia se puede aumentar utilizando la recirculación parcial, pero los datos de monitorización de la Figura 9 muestran que la temperatura y la humedad relativa sobrepasan el rango de confort extendido a menudo. Las ventajas de este sistema son la simplicidad y el bajo coste, pero la potencia de refrigeración limitada significa que las medidas de refrigeración pasivas deben ser robustas: una vez que el sobrecalentamiento se ha establecido, el sistema tendrá dificultades para eliminar el calor del interior del edificio.

Gráfico

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Figura 9: Sistema 4, Girona, refrigeración por aire de renovación + recirculación

La experiencia con los diferentes sistemas analizados arriba muestra que las soluciones convectivas convencionales a través de la recirculación de aire interior, es decir, sistemas de fan-coil/split, son los más robustos. Por lo general, son fáciles de diseñar, instalar y poner en marcha, tienen un coste menor que los sistemas radiantes y permiten una modulación de potencia para hacer frente a las cargas máximas de una ola de calor. Aun así, son menos confortables que los sistemas radiantes. Los sistemas de split con refrigerante ofrecen una mayor potencia de deshumidificación (debido a la temperatura más baja del refrigerante en comparación a la del agua) con una respuesta más rápida que los fan-coil, basados en agua. Sin embargo, el Potencial de Calentamiento Global (GWP) del refrigerante y el riesgo de fugas debido a la manipulación in situ es una consideración importante. La Figura 10 muestra los datos monitoreados para el sistema de splits por conductos. Las temperaturas que se extienden fuera del rango de confort se dan durante las horas en que la casa no estaba ocupada, y los clientes reportan un alto nivel de confort térmico.

Gráfico

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Figura 10: Sistema 6, Cardedeu, refrigeración por splits de conductos

Análisis termodinámico de suelo radiante eléctrico

Se presentan los resultados de un estudio de simulación termodinámica, comparando suelos laminados en base madera con suelos de cerámica y gres, calefactados con un sistema de folio radiante eléctrico, para instalaciones en seco y en húmedo.

Análisis termodinámico de suelo radiante eléctrico

Se presentan los resultados de un estudio de simulación termodinámica, comparando suelos laminados en base madera con suelos de cerámica y gres, calefactados con un sistema de folio radiante eléctrico, para instalaciones en seco y en húmedo. Los suelos se han modelizado en la planta intermedia de un edificio destinado a uso residencial, en el clima de Madrid. 

El objetivo del estudio es analizar la respuesta térmica dinámica de los diferentes tipos de suelo y comparar el consumo de energía por calefacción.

Tipologías de suelo

Las tipologías de suelo estudiadas se ven en la siguiente Tabla:

Figura 1: Tipos de suelo y variantes incluidos en el estudio

Modelo de cálculo

Se ha modelizado un edificio plurifamiliar de 4 plantas sobre rasante, con 4 viviendas por planta, de ~ 86 m2 de superficie útil/vivienda, y 342,1 m2 calefactados en total. Se ha modelizado únicamente la planta segunda del edificio. La planta inferior y superior (consideradas como espacios ocupados y calefactados con las mismas condiciones de ocupación) se han modelizado como adiabáticas.

Para las simulaciones, se ha usado la herramienta DesignBuilder, con el motor de cálculo termodinámico EnergyPlus.

Figura 2: Render del modelo completo
Figura 3: Render del modelo con la planta analizada

Los muros exteriores son de doble hoja de ladrillo perforado cara vista de 14 cm, cámara de aire de 5 cm, aislamiento térmico de 6 cm, hoja de ladrillo hueco interior de 9 cm con enyesado (U = 0,39 W/m2·K). Las carpinterías son de aluminio con rotura de puente térmico (Uf = 3,6 W/m2·K) con vidrios dobles con aire en la cámara (Ug = 2,9 W/m2·K y g = 69%). La renovación de aire es mecánica con una tasa de renovación de 0,63 ren/h, con recuperación de calor sensible (η = 70 %). Para las viviendas, las infiltraciones de aire exterior se han considerado N50 = 5/h, convertidas a presión atmosférica y repartidas por zona conforme su área expuesta. Las infiltraciones de la escalera se han modelizado con 1/h.

Se han analizado los consumos energéticos de las 4 viviendas en la planta segunda, con un análisis detallado de la Habitación 1 (al sur oeste).

Sistema de folio radiante eléctrico

Se ha modelizado un sistema de folio radiante eléctrico. Se simulan folios con las siguientes potencias nominales debajo de cada tipo de suelo:

  • Suelo de madera laminada (sistema directo): 75 W/m lineal
  • Suelo de madera laminada, con mortero autonivelante: 116 W/m lineal
  • Suelo de gres/cerámica, con solera seca/mortero autonivelante: 116 W/m lineal

La potencia de folio radiante para cada vivienda y la para la Habitación 1, se muestra en la siguiente Tabla. Se ha modelizado el folio como un componente “ZoneHVAC: Low Temperature Radiant: Electric”, insertado en DesignBuilder mediante un script de EnergyPlus.

Figura 4: Potencias de folio radiante por vivienda

Consignas

Las consignas de calefacción usadas son las que indica el Anejo D “Condiciones operacionales y perfiles de uso” del CTE DB HE 2019:

  • Consigna principal: 20 ºC (07:00 – 22:59)
  • Consigna secundaria: 17 ºC

Resultados

Se han analizado los 3 periodos mostrados en la siguiente Tabla:

Figura 5: Periodos de análisis

Se han analizado los siguientes parámetros:

  • Consumo calefacción [kWh]
  • Potencia máx. folio radiante [kW]
  • Temperatura del suelo [ºC]
  • Temperatura aire interior [ºC]

Instalación seca: transmitancia térmica, resistencia térmica y capacidad térmica interna

La Tabla y Figura inferior muestra la potencia del folio radiante, la transmitancia térmica total (conforme la UNE-ISO 69446), la resistencia térmica de los materiales por encima del folio, y la capacidad térmica interna por unidad de superficie de los materiales por encima del folio (conforme la UNE-ISO 13786), de cada tipo de suelo, con instalación seca.

Figura 6: Transmitancia térmica total, resistencia térmica encima del folio & capacidad térmica interna por unidad de superficie encima del folio, instalación seca
Figura 7: Resistencia térmica y capacidad térmica interna por unidad de superficie de los materiales encima del folio, instalación seca

Instalación húmeda: transmitancia térmica, resistencia térmica y capacidad térmica interna

La Tabla y Figura inferior muestra la potencia del folio radiante, la transmitancia térmica total (conforme la UNE-ISO 69446), la resistencia térmica de los materiales por encima del folio, y la capacidad térmica interna por unidad de superficie de los materiales por encima del folio (conforme la UNE-ISO 13786), de cada tipo de suelo, con instalación húmeda.

Figura 8: Transmitancia térmica total, resistencia térmica encima del folio & capacidad térmica interna por unidad de superficie encima del folio, instalación húmeda
Figura 9: Resistencia térmica y capacidad térmica interna por unidad de superficie de los materiales encima del folio, instalación seca

Instalación seca: Planta 2ª, consumo calefacción, 1 octubre-01 marzo

La Tabla y Figura de abajo muestran los resultados de consumos de calefacción para cada tipo de suelo, con instalación seca.

Figura 10: Resultados de consumos de calefacción, instalación seca, 1 oct. – 31 mar.

Los resultados indican que el consumo de calefacción de los suelos 2.1 y 2.2 de gres y cerámica con doble placa de solera seca, es un 20 % más alto que el suelo laminado 1.1 (sistema directo).

El consumo de los suelos 3.1 y 3.2 de gres y cerámica con 1 placa de solera seca, son un 5% y 4% más alto que suelo laminado 1.1. Estas diferencias caen dentro del margen de incertidumbre en los cálculos (alrededor de un 10 %).

Figura 11: Resultados de consumos de calefacción, instalación seca, 1 oct. – 31 mar.
  1. El consumo de kWh/m2 esta referenciado a la superficie total calefactada de 342,10 m2

Instalación húmeda: Planta 2ª: consumo calefacción, 1 octubre-01 marzo

La Tabla y Figura de abajo muestran los resultados de consumos de calefacción para cada tipo de suelo, con instalación húmeda.

Figura 12: Resultados de consumos de calefacción, instalación húmeda, 1 oct. – 31 mar.

Los resultados indican que el consumo de calefacción de los suelos 4.1 y 4.2 de gres y cerámica con mortero autonivelante, es un 10 % y 9 % más bajo respectivamente que el suelo laminado 1.2 con mortero autonivelante. Estas diferencias caen dentro del margen de incertidumbre en los cálculos (alrededor de un 10 %).

Figura 13: Resultados de consumos de calefacción, instalación húmeda, 1 oct. – 31 mar.

Instalación seca: Habitación 1, temperatura del suelo & aire interior, potencia folio radiante, y ganancias solares, 14 enero

Las Figuras de abajo muestran la evolución de la potencia del folio radiante, las ganancias solares, la temperatura del suelo, y la temperatura del aire durante el día del 14 enero, para cada tipo de suelo, con instalación seca.

Se indica la potencia máxima del folio radiante y la hora en la que ocurre, y la temperatura máxima del suelo y la hora en la que ocurre (antes de los efectos de la radiación solar).

El rango de consignas de calefacción (20 ºC de 7:00 – 23:00 y 17 ºC el resto de horas) se indica para entender el encendido y apagado del folio radiante. Se muestran las ganancias solares para apreciar las subidas repentinas de la temperatura del aire interior y del suelo cuando el folio esta apagado.

Figura 14: 1.1 Madera, día invierno, potencia folio, ganancias solares, temp. suelo & temp. aire
Figura 15: 2.1 Gres, 2 placas, día invierno, potencia folio, ganancias solares, temp. suelo & temp. Aire
Figura 16: 2.2 Cerámica, 2 placas, día invierno, potencia folio, ganancias solares, temp. suelo & temp. aire
Figura 17: 3.1 Gres, 1 placa, día invierno, potencia folio, ganancias solares, temp. suelo & temp. Aire
Figura 18: 3.2 Cerámica, 1 placa, día invierno, potencia folio, ganancias solares, temp. suelo & temp. Aire
Figura 19: Todos los suelos, instalación seca, día invierno, potencia folio, ganancias solares, temp. suelo & temp. Aire
Figura 20: Resumen de potencia máx. folio radiante, temp. max. suelo y desfase temporal, instalación seca

Las Figuras y la Tabla de arriba indican que el desfase temporal entre la potencia máxima del folio radiante y la temperatura máxima del suelo, es de aproximadamente 4 horas para el suelo de madera 1.1, aproximadamente 6 horas para los suelos de gres y cerámica con 2 placas de solera seca y aproximadamente 5 horas con 1 placa de solera seca.

Esto se debe principalmente a que la resistencia térmica y capacidad térmica del suelo de madera 1.1 (sistema directo) es menor que los suelos de gres y cerámica con placa de solera seca, por lo que tarda menos tiempo en calentarse y transmitir calor a la estancia.

Instalación húmeda: Habitación 1, temperatura del suelo & aire interior, potencia folio radiante, y ganancias solares, 14 enero

Las Figuras de abajo muestran la evolución de la potencia del folio radiante, las ganancias solares, la temperatura del suelo, y la temperatura del aire durante el día del 14 enero, para cada tipo de suelo, con instalación húmeda.

Se indica la potencia máxima del folio radiante y la hora en la que ocurre, y la temperatura máxima del suelo y la hora en la que ocurre (antes de los efectos de la radiación solar). Para el suelo de madera 1.2 se ha considerado que la máxima temperatura del suelo debido al calor emitido por el folio ocurre a las 12:00, y que, a partir de esa hora, el aumento de temperatura del suelo se debe a las ganancias solares.

Figura 21: 1.2 Madera con mortero, día invierno, potencia folio, ganancias solares, temp. suelo & temp. aire
Figura 22: 4.1 Gres, mortero auton., día invierno, pot. folio, ganancias solares, temp. suelo & temp. Aire
Figura 23: 4.2 Cerámica, mortero auton., día invierno, pot. folio, ganancias solares, temp. suelo & temp. Aire
Figura 24: Todos los suelos, instalación húmeda, día invierno, potencia folio, ganancias solares, temp. suelo & temp. Aire
Figura 25: Resumen de potencia máx. folio radiante, temp. max. suelo y desfase temporal, instalación húmeda

Las Figuras y la Tabla de arriba indican que el desfase temporal entre la potencia máxima del folio radiante y la temperatura máxima del suelo, para los suelos de madera, gres y cerámica con mortero autonivelante, es de aproximadamente 5 horas en los tres casos.

Aunque la capacidad térmica de los materiales encima del folio de los suelos 4.1 y 4.2 es mucho mayor que el suelo laminado 1.2, la resistencia térmica de estos materiales es mucho menor, por lo que la respuesta dinámica de los suelos y consumo de calefacción es similar.

Conclusión

Para las instalaciones en seco analizadas en el estudio, los resultados indican que el suelo laminado tiene un consumo energético menor (entre un 4 % y un 20%) y una respuesta térmica ligeramente más rápida, con los otros tipos de suelo analizados. En el caso de los suelos con instalación húmeda, los resultados indican que el suelo laminado tiene un consumo energético ligeramente mayor (entre un 9% y un 10%) y una respuesta térmica similar a los otros tipos de suelo analizados. En ambos casos, dado el margen de incertidumbre del cálculo, las diferencias son mínimas.

Agradecimientos

Este estudio fue financiado por FINSA.

Agradecemos a Germán Campos de Aurea Consulting por su colaboración.

Imagen de portada: enchux

ACS + FV: excedentes de fotovoltaica para la generación de agua caliente sanitaria

Se presenta la implementación de una instalación fotovoltaica de autoconsumo en una vivienda unifamiliar con certificación Passivhaus Classic, en donde se desvían los excedentes de la producción fotovoltaica a una resistencia eléctrica en el depósito de Agua Caliente Sanitaria.

ACS + FV: excedentes de fotovoltaica para la generación de agua caliente sanitaria

Se presenta la implementación de una instalación fotovoltaica de autoconsumo en una vivienda unifamiliar con certificación Passivhaus Classic, en donde se desvían los excedentes de la producción fotovoltaica a una resistencia eléctrica en el depósito de Agua Caliente Sanitaria. El sistema convierte la energía eléctrica que no se autoconsume en la vivienda, en energía térmica en el depósito de ACS para su uso posterior. Los consumos derivados del ACS son a menudo superiores a los de climatización en una Passivhaus, así que una solución de este tipo reduce la factura energética y aprovecha una fuente de energía renovable para producir agua caliente, evitando muchos de los problemas de mantenimiento que suelen sufrir los sistemas de energía solar térmica.

En comparación con edificios convencionales, los edificios Passivhaus monitorizados demuestran una reducción muy importante en los consumos de climatización y electricidad [1]. Este hecho mejora la viabilidad económica de generar energía renovable in-situ con la fotovoltaica, ya que se necesita un generador de menor potencia y menor superficie en cubierta, que siempre es un limitante. A la vez, la reducción de los consumos de calefacción y refrigeración también pone en relieve la importancia de atacar el consumo de Agua Caliente Sanitaria, con las altas pérdidas que conlleva su producción, almacenamiento, distribución y recirculación [2]. En un país con un recurso solar inmenso, volcar los excedentes de la producción fotovoltaica de autoconsumo a una resistencia eléctrica en el depósito de ACS es una manera de aumentar el aprovechamiento de la fotovoltaica y reducir la factura por ACS usando energías renovables. Se presenta la implementación de esta solución en una vivienda situada en la ciudad de Girona, que consta de 181 m2 de superficie útil. La casa fue diseñada por Tigges Architekt y Energiehaus Arquitectos, con las instalaciones ejecutadas por Progetic. La obra se terminó en agosto del 2017, recibiendo la certificación Passivhaus Classic en diciembre del mismo año (Figura 1 y Figura 2).

Figura 1: Vista de la fachada sur de la vivienda [Fuente: Loxone]
Figura 2: Vista de la fachada este de la vivienda [Fuente: Loxone]

El ACS, las pérdidas y la factura energética

Aún con un sistema de ACS bien diseñado, altamente aislado y correctamente ejecutado, las pérdidas siguen siendo importantes. Se ha realizado una serie de cálculos con el PHPP de la vivienda, para determinar las demandas, los consumos (tomando en cuenta el rendimiento de la bomba de calor) y la factura energética. Para el cálculo de la factura energética, el precio ponderado de la energía de la red se ha calculado en 0,21 €/kWh. Adicionalmente, se ha hecho un análisis de la demanda de ACS y las pérdidas por categoría. La Figura 3, Figura 4, y Figura 5 y Figura 6 muestran los resultados.

Se aprecia que el consumo de ACS aparece como el segundo más importante, un 34 % del total. Respecto a la demanda de ACS y las pérdidas, tan solo un 33% se debe a la demanda propiamente, y 67 % a las pérdidas, de lo cual un 44 % es por la recirculación, un 18 % por las tuberías individuales, y un 5 % por el depósito. El consumo total anual previsto para ACS es de 1.764 kWh, siendo una media de 147 kWh/mes.

Figura 3: Demanda, consumo y factura energetíca prevista por categoría, según el PHPP
Figura 4: Demanda de ACS y pérdidas, segñún el PHPP
Figura 5: Consumo de energía final & factura energética por categoría, calculado con el PHPP
Figura 6: Demanda de ACS y pérdidas

Fotovoltaica de autoconsumo con producción de ACS

El sistema que incorpora lo siguiente: un generador fotovoltaico con 12 módulos policristalinos de 265 W potencia nominal y una potencia pico de 3,18 kWp, inclinados a 17º, orientados perfectamente a sur (Figura 7). El inversor es de 3kW (Figura 8). El principal equipo de producción de ACS es una bomba de calor aire-agua de 6kW de potencia nominal, con un depósito de ACS de 500 litros, y una resistencia eléctrica de 3 kW (Figura 9). La producción de ACS es instantánea.

Hay un sistema de control que monitoriza el consumo de electricidad de la casa y la producción fotovoltaica (Figura 10), enviando excedentes de la producción que no se consume de manera instantánea, a la resistencia eléctrica en el depósito de ACS. La potencia de la resistencia se modula a través de un regulador de tensión, debido a que la potencia de salida del generador fotovoltaico varía continuamente según el nivel de radiación solar, y el excedente disponible depende del consumo de electricidad momentáneo de la vivienda.

Figura 7: Vista del generador fotovoltaico de 3,18 kWp [Fuente: Progetic]
Fiura 8: Inversor de 3kW
Figura 9: Unidad exterior, unidad interior & depósito de ACS con resistencia eléctrica de 3kW
Figura 10: Cuadro de control y domótica

Datos de monitorización

Los datos de monitorización para el año 2019 se muestra en la ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.. Se puede constatar que se generó un 35% del consumo total con la fotovoltaica, y un 17% del consumo total se desvió para la producción de ACS. La ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia. muestra la evaluación horaria durante el día 3 de junio, de la generación fotovoltaica, la producción de ACS con los excedentes de la fotovoltaica, y el consumo eléctrico total la vivienda. La Figura 14 muestra lo mismo para el día 5 de junio, pero se aprecia además la temperatura del agua del ACS en el depósito, y el consumo de la bomba de calor.

Figura 11: Datos de montorización del 2019
Figura 12: Datos de monitorización del 2019
Figura 13: Datos de monitorización del 3 de Junio 2019
Figura 14: Datos de montiroización del 5 de Junio 2019

Conclusiones

Passivhaus se complementa muy bien con la generación de energía renovable in-situ mediante la fotovoltaica, y responde a la principal definición de un edificio de consumo casi nulo según la Directiva Europea 2010/31/EU, de un “edificio con un nivel de eficiencia energética muy alto (…). La cantidad casi nula o muy baja de energía requerida debería estar cubierta, en muy amplia medida, por energía procedente de fuentes renovables, incluida energía procedente de fuentes renovables producida in situ o en el entorno” [3]. A través del caso presentado, se aprecia lo siguiente:

  • Es necesario prestar especial atención a los consumos de ACS en una Passivhaus, que a menudo superan los consumos de climatización.
  • El importante peso de las perdidas en el sistema de ACS por recirculación requiere su control para que solo se recircule cuando hay ocupación.
  • Con un generador fotovoltaico de autoconsumo de ~ 3kWp y buena orientación e inclinación, es posible cubrir aproximadamente un 15% del consumo de ACS anual. Si hay una sola bomba de calor para la producción de ACS y refrigeración, esto libera la bomba de calor de tener que producir calor para calentar agua en verano, dejándola para la producción de frío únicamente. La histéresis puede ser de unas 3 horas entre que produce calor a que produzca frío, cosa que puede incidir en el sobrecalentamiento de la vivienda.

Bibliografía

[1] Feist W., Peper S., 2015, “Energy efficiency of the Passive House Standard: Expectations confirmed by measurements in practice”. Passive House Institute Dr. Wolfgang Feist, Rheinstraße 44/46, 64283 Darmstadt, Alemania.

[2] Grant N., Clarke A., 2010, “The importance of hot water system design in the Passivhaus”. Elemental Solutions, Withy Cottage, Little Hill, Orcop, Hereford, HR2 8SE, Reino Unido.

[3] 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 edificiosb(refundición)”.

Cálculo higrotérmico de un muro de entramado con materiales naturales

Frente al impacto ambiental del sector de la construcción- responsable de un 40 % del consumo total de energía primaria de la Unión Europea- reducir tanto la energía embebida de los materiales en la fase de fabricación, como el consumo energético de los edificios en su fase de uso- son tareas urgentes.

Cálculo higrotérmico de un muro de entramado con materiales naturales

Frente al impacto ambiental del sector de la construcción- responsable de un 40 % del consumo total de energía primaria de la Unión Europea- reducir tanto la energía embebida de los materiales en la fase de fabricación, como el consumo energético de los edificios en su fase de uso- son tareas urgentes. La madera, los residuos agrícolas, y los materiales lignocelulósicos, son recursos renovables locales que se pueden aprovechar para fomentar la economía circular y reducir el impacto ambiental del sector. El presente artículo muestra un ejemplo de un panel prefabricado estructural aislante, hecho con materiales de origen biológico, para edificios de nueva construcción de consumo casi nulo.

Panel ISOBIO para edifcios de nueva construcción

El prototipo del panel que se monitorizó mide 1,95m x 1,95m, con un espesor total de 33,2cm en 8 capas con 9 materiales diferentes (Figura 1). Se compone de un revoco exterior compuesto de cal y cáñamo de 25mm de espesor, aplicado sobre un aislamiento térmico rígido de cáñamo de 50mm, fijado mecánicamente a la estructura de madera de pino rojo de 145mm de espesor. Entre la estructura hay aislamiento de cáñamo, algodón, y lino, seguido por un tablero de OSB 3 de 12 mm. Sobre el OSB se ha fijado una membrana hermética y de control de vapor dinámico, seguido por una cámara de instalaciones de 45mm de espesor con aislamiento térmico de cáñamo, algodón, y lino, entre rastreles de madera, girados a 90º en relación a la estructura para reducir el puente térmico a través de los elementos de madera. La cámara se cierra con un tablero de paja termo-comprimida de 40mm de espesor, revocado al interior con un compuesto de arcilla y cáñamo aplicado en 3 capas, de 15mm de espesor.

Figura 1: Secciones y composición de panel ISOBIO
Figura 2: Ubicación y tipo de sensores isntalados en el panel
Figura 3: Instalación de los paneles en el demostrador HIVE, Wroughton, Reino Unido

Instalación y monitorización en los demostradores

La Figura 3 muestra la instalación de los paneles en el demostrador HIVE en Wroughton, Reino Unido. Se instaló un sistema de monitorización con una estación meteorológica registrando las condiciones climáticas exteriores: temperatura del aire seco, humedad relativa, radiación solar, velocidad del viento, dirección del viento, precipitación y presión barométrica. Se instaló una sonda de temperatura en la cara exterior del panel, un sensor de flujo de calor y una sonda de temperatura en la cara interior, para medir la transmitancia térmica conforme la ISO 9869 [1]. Adicionalmente, se instalaron sondas de temperatura y humedad relativa en 3 puntos intersticiales (Figura 2), para medir el comportamiento higrotérmico dinámico al interior del panel y comparar los resultados con simulaciones dinámicas realizadas con la herramienta WUFI Pro, según la EN 15026 [2]. WUFI Pro 1D es una herramienta desarrollada por el Instituto Fraunhofer en Alemania para evaluar el rendimiento higrotérmico de elementos constructivos unidimensionales, teniendo en cuenta el contenido de humedad de los materiales, su comportamiento higrotérmico dinámico, el transporte capilar, y la condensación de verano, con condiciones climáticas exteriores horarios. La versión de software utilizada fue WUFI Pro v. 6.2.1.2210

Los datos se midieron a un intervalo de 5 minutos, para el periodo 24/02/2018 a 14/03/2018 en el demostrador HIVE, Reino Unido, durante un total de 432 horas, o 18 días, con 5.184 puntos de datos.  La temperatura interior se mantuvo a una temperatura media de 25,5ºC durante todo el periodo con un calentador eléctrico de aire.   

Resultados de monitorización y validación

Figura 4 muestra una sección transversal del panel modelado, con la ubicación de los sensores. La Figura 5 muestra el modelo WUFI del panel y las ubicaciones de los sensores correspondientes.

Figura 4: Sección del panel y ubicación de los sensores
Figura 5: Sección del modelo de calculo en WUFI y ubicación de los sensores

La Figura 6 muestra la temperatura medida y modelada y la humedad relativa en la posición 2 (entre el aislamiento rígido CAVAC y el aislamiento Biofib Trio). Las variaciones dinámicas de temperatura se reflejan bien en el modelo. Las variaciones dinámicas de humedad relativa menos. No obstante, el modelo muestra una correlación muy estrecha con los resultados medidos.

Figura 6: Temperatura & humedad relativa medida vs. modelada con WUFI, Posición 2

La Figura 7 muestra los valores medidos y simulados en la posición 3 (entre el aislamiento Biofib Trio y la placa OSB). Las variaciones dinámicas de temperatura se reflejan bien en el modelo, aunque menos con la humedad relativa.

Figura 7: Temperatura & humedad relativa medida vs. modelada con WUFI, Posición 3

Figura 8 muestra los valores medidos y simulados en la posición 4 (entre la membrana Intello y el aislamiento Biofib Trio). Las variaciones dinámicas tanto de la temperatura como de la humedad relativa se reflejan bien en el modelo.

Figura 8: Temepratura & humedad relativa medida vs. modelada con WUFi, Posición 4

Figura 9 muestra el flujo de calor medido, en comparación con las simulaciones en WUFI. Los resultados muestran una muy buena correlación.

Figura 9: Flujo de calor medido vs. modelado con WUFI

Conclusiones

Los resultados de la temperatura y humedad relativa medidas y modeladas muestran una buena correlación, con variaciones dinámicas de temperatura reflejadas con precisión en el modelo. Las variaciones a corto plazo de la humedad relativa no se reflejan con la misma precisión en las simulaciones con WUFI, posiblemente debido a la suposición que el contenido de agua en equilibrio de los materiales es instantáneo, cuando en realidad hay histéresis [3]. Los datos de transmitancia térmica modelados y medidos muestran una muy buena correlación, con una diferencia de solo un 4% durante el período de monitorización.

Los resultados indican que los materiales de origen biológico combinados en un panel estructural aislante de este tipo, pueden ofrecer un rendimiento higrotérmico predecible y fiable para su uso en edificios de consumo casi nulo.

Referencias

  • ISO 9869-1:2014 Thermal Insulation – Building elements – in-situ measurement of thermal resistance and thermal transmittance. (Aislamiento térmica – elementos constructivos – medición in-situ de la resistencia térmica y transmitancia térmica)
  • UNE-EN 15026:2007, Comportamiento higrotérmico de componentes de edificios y elementos constructivos. Evaluación de la transferencia de humedad mediante simulación numérica.(Ratificada por AENOR en junio de 2010.)
  • N. Reuge, F. Collet, S. Pretot, S. Moisette, M. Bart, O. Style, A. Shea, C. Lanos 2019, Hygrothermal transfers through a bio-based multilayered ISOBIO wall – Part I: Validation of a local kinetics model of sorption and simulations of the HIVE demonstrator. Laboratoire de Génie Civil et Génie Mécanique, Axe Ecomatériaux pour la construction, Université de Rennes, 3 rue du Clos Courtel, BP 90422, 35704 Rennes, France.

Artículo completo

Puedes leer más sobre ISOBIO: Cálculo higrotérmico y validación de un panel aislante estructural con materiales de origen biológico en el portal Caloryfrio.com, de donde hemos extractado este artículo.

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/