Las casas pasivas o passivhaus son un estándar de construcción que surgió de numerosos estudios energéticos y de técnicas constructivas en Alemania en los años 90. El passivhaus como estándar de construcción se ha ido extendiendo en el mundo con solvencia hasta convertirse en el sistema más valorado de ahorro energético y confort interior en todo tipo de edificios.
“AHORRO ENERGÉTICO Y CONFORT INTERIOR”
El estándar passivhaus no obliga a utilizar un tipo de construcción o de material, por lo que podrá ser elegido por el arquitecto en cada caso; pero si tiene como objetivo reducir drásticamente el consumo energético y elevar en todo lo posible el confort interior.
¿Cómo lo consigue?
- AISLAMIENTO TÉRMICO: Mucho y bien diseñado
El aislamiento térmico del edificio es algo así como el abrigo de cada persona.
¿Saldrías a la calle a -5ºC en camiseta…?
Simplificando mucho, el concepto de pérdida de calor es una cuestión física que sucede en cualquier material expuesto a una fuente de calor. En este caso tenemos cualquier elemento constructivo del edificio o vivienda (muros, cubierta, solera,…) expuesto a una fuente de calor (el aire) que ha sido calentada previamente por elementos activos (radiadores,…).
Con estos tres elementos se genera un ciclo de pérdida de calor que funciona de la siguiente manera:
- Radiador aportando calor constantemente (el propietario/a gastando dinero) para calentar el aire.
- Aire calentado que calienta el elemento constructivo (muro, cubierta, solera,..)
- Elemento constructivo calentado que por diferencia de temperatura calienta el aire exterior haciendo que se pierda la energía.
- Volveríamos al a) y se inicia el ciclo.
La conclusión de este ejemplo, siendo además lo que ocurre en la mayoría de los edificios, es que tendrá que generar mucha energía que perderá constantemente y en poco tiempo, viéndose obligado a volver a generarla.
Para romper este “círculo vicioso” tenemos que aportar como técnicos y diseñadores passivhaus materiales constructivos (aislantes térmicos) que no se calienten (que no ganen energía), con un diseño y cálculo específico en cada situación.
Volviendo al ejemplo anterior y una vez diseñado y ejecutado correctamente el aislamiento térmico (por ejemplo placa rígida de EPS de 100mm por el exterior) pasaría lo siguiente:
- Radiador aportando calor en contadas ocasiones ya que la temperatura interior se mantiene con confort perfecto.
- Aire calentado que calienta el elemento constructivo (muro, cubierta, solera,..)
- Elemento constructivo que al tener un aislamiento térmico bien diseñado y calculado hace que no pierda energía con el exterior.
La conclusión del ejemplo de edificio pasivo es que tendrá que generar muy poca energía en calefactar el edificio o vivienda.
Además el arquitecto passivhaus no solo tendrá que diseñar y calcular el aislamiento térmico de cada elemento constructivo si no que tendrá que poner especial atención en los “puentes térmicos”.
Podríamos definir que un “puente térmico” es una zona del edifico o vivienda por el que la continuidad del aislamiento térmico no está bien resuelta. Esto hace que se genere el anteriormente llamada “círculo vicioso” en el que perdemos energía y nos vemos obligados a gastar más dinero en calefacción.
Para ello el estándar passivhaus aporta como criterio válido la sencilla “regla del rotulador”. El arquitecto passivhaus tendrá que mantener la envolvente térmica sin discontinuidades de manera que pueda dibujarse una línea continua sin levantar el rotulador.
Además será necesario por parte del arquitecto (passivhaus designer) y del aparejador (passivhaus tradesperson) cuidar la ejecución y montaje de todos los detalles; vigilando especialmente las uniones entre elementos, esquinas, juntas y componentes con cambio de sección o de forma.
Por lo tanto y como conclusión a este punto 1 es vital mejorar el comportamiento térmico del edificio o vivienda especialmente en invierno, cuando a diferencia de temperatura entre el exterior y el interior es mayor, impidiendo la transmisión de calor hacia el exterior.
- HERMETICIDAD AL PASO DEL AIRE
El concepto “hermético” se define como “que se cierra de tal modo que no deja pasar el aire u otros fluidos”.
Y la pregunta es: ¿por qué el estándar passivhaus se empeña en que el edificio o la vivienda passivhaus sean completamente herméticos?
Muy sencillo. En una vivienda convencional se pierde una gran cantidad de aire previamente calentado por zonas no controladas. Estas zonas son, como ejemplo; las cajas de las persianas, enchufes e interruptores que se conectan con la cámara del muro y esta con las persianas u otros orificios, unión entre las ventanas y los muros e incluso entre las propias piezas de estas, rejillas de ventilación, zonas de muro taladradas para el paso de tubos de instalaciones,…y así decenas de zonas por la que se pierde calor y por lo tanto dinero.
Eso que parece poco se convierte para una vivienda tipo de 80m2 construida sin estándar passivhaus en un hueco de 1m2. Aunque parezca increíble has oído bien…. En nuestras viviendas (o de manera estimativa en cualquier tipo de edificio) tenemos un hueco de 1mx1m por el que se pierde gran parte de la calefacción y/o refrigeración!!
Por esta razón el arquitecto passivhaus como diseñador y director de la obra así como el aparejador passivhaus tradesperson como director de la ejecución de la obra deben de poner en el diseño y en la ejecución toda su experiencia y buen hacer para que todos los detalles antes mencionados se ejecuten perfectamente y generen un entorno hermético.
Además en los edificios que quieren ser certificados o incluso en los edificios o viviendas que quieran ser controlados como tal, se ensayan estos requisitos de hermeticidad a través de la prueba Blower Door. Este resultado, si queremos obtener la certificación de edificio o vivienda passivhaus, debe de ser como máximo 0,60 renovaciones hora del aire interior. Este ensayo asegura que el edificio passivhaus construido casi no pierde aire calefactado o refrigerado y por lo tanto los propietarios (sea el edificio que sea) están ahorrando dinero día a día.
- VENTILACIÓN CONTROLADA CON RECUPERADOR DE CALOR
Un sistema de ventilación controlada con recuperación del calor realiza una constante y controlada renovación del aire interior. De esta forma el sistema garantiza una óptima calidad del aire interior ya que depuran el aire interior y evitan la entrada de partículas contaminantes del exterior.
Además estos sistemas incluyen un recuperador de calor que aprovecha la energía contenida en el aire interior (ya calentado) y lo recupera para el aire que introduce del exterior.
Este sistema, que consume tan poco como una bombilla convencional, recupera del aire una enorme cantidad de energía lo que hace que el consumo en calefacción descienda enormemente.
Estos sencillos sistemas funcionan con una red de tubos que desde el recuperador de calor se distribuyen por las estancias de la vivienda. En las estancias húmedas (cocina/baños) se incorporan las rejillas que retiran aire del interior y en las estancias secas se incorporan las rejillas que aportan aire. Este aire aportado, que viene del exterior y ya ha sido filtrado, está atemperado gracias al recuperador de calor.
- CONCEPTOS PASIVOS TRADIONALES
Este punto, siendo muy importante para el diseño de cualquier edificio o vivienda, es absolutamente vital para el diseño de un edificio passivhaus.
Se trata de pensar, pensar y pensar…para diseñar un edifico en el que el ambiente exterior y los condicionantes favorezcan su funcionalidad y utilización.
Por lo tanto las premisas fundamentales a tener en cuenta para diseñar un edificio passivhaus serían:
4.1) ORIENTACIÓN: El edificio o vivienda passivhaus debe estar orientado al sur y preferiblemente con forma alargada (simplificando, rectángulo con lado largo a sur).
Además en el diseño se debe tener en cuenta la abertura de la máxima cantidad de ventanas al sur, y muy pocas o ninguna al este, oeste y norte.
Esta configuración aportará al edifico gran cantidad de ganancias solares por lo que ese calor aportado por el sol no tendrá que ser aportado por la calefacción del edificio o vivienda con el consiguiente gasto superfluo en calefacción.
Este concepto no es nuevo y se utiliza desde hace cientos de años en la arquitectura. La primera construcción documentada que utilizó este concepto para aprovechar la energía del sol fue en la ciudad griega de Olinto en el año 5 a.c. Configuraron un grupo de viviendas adosadas con un patio al sur en el que volcaban todas las estancias. En los muros norte, este y oeste se abrían la menor cantidad posible de ventanas.
4.2) COMPACIDAD: El edifico o vivienda passivhaus debe de ser lo más compacto posible.
Cuando un cliente contrata la realización de un proyecto para una vivienda passivhaus uno de los primeros ejercicios al que se enfrenta el diseñador en un folio en blanco en el que cualquier diseño (dentro del marco normativo) podría ser válido. En ese momento el arquitecto passivhaus tiene que tener una amalgama de información en la cabeza que le haga descartar ciertas opciones por tener una compacidad baja.
Pongamos un ejemplo aclaratorio.
Para una vivienda de 100m2 en planta baja puedo dividir los espacios de la siguiente manera.
- 1 cuadrado de 10x10m = 100m2
- 4 cuadrados de 5x5m = 100m2
En este caso y si tenemos en cuenta que los muros miden 3m de alto,
¿Cuánta superficie de muros tendrá cada una?
- 4 lados de 10m x 3m de alto = 120m2 de muros.
- 16 lados de 5m x 3m de alto = 240m2 de muros.
En este ejemplo la vivienda “a” tiene la mitad de superficie de muros (120m2) que la vivienda “b” (240m2) y por lo tanto la vivienda “b” tiene el doble de pérdidas de energía por los muros que la vivienda “a”. Hay que tener en cuenta que la superficie útil es la misma en ambas…
4.3) PROTECCIÓN SOLAR: El edificio o vivienda passivhaus tiene que tener muy en cuenta el soleamiento recibido ya que con facilidad se puede incurrir en un sobrecalentamiento interior.
Hay que tener en cuenta que un edificio passivhaus es como un buen termo. Debido a todas las premisas de diseño mencionadas hasta ahora en este artículo tiene una capacidad alta de mantener el calor en su interior. Por eso también resulta complicado bajar la temperatura de un edificio passivhaus cuando por fala de diseño se incurre en un sobrecalentamiento excesivo.
Para ello existen numerosas opciones de diseño y el objetivo de todas ellas es evitar que el sol incida directamente en ventanas, paramentos y cubierta del edifico cuando no nos conviene.
- Protección solar fija: Lamas fijas en ventanas, pérgolas, zonas voladas en el edificio, árboles (de hoja caduca preferiblemente),… En este aspecto la protección solar debe colocarse en horizontal cuando la inclinación solar es alta (sur) y en vertical cuando la inclinación es baja (este y oeste).
- Protección solar móvil: Lamas móviles en ventanas, toldos, contraventanas, persianas exteriores,…
4.4) INERCIAS TÉRMICAS DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS.
Se denomina inercia térmica a una propiedad extensiva de los materiales relacionada con la conductividad térmica y la capacidad calórica volumétrica. En definitiva la capacidad de los materiales de “mantener y disipar” el calor absorbido.
Para un diseñador passivhaus la inercia térmica de los materiales se convierte en un perfecto gestor energético. Una alta inercia térmica sabe gestionar unas altas temperaturas en verano para disiparlas por las noches a través de una ventilación natural nocturna o en invierno almacenar un exceso de temperatura (radiación solar) para suministrarla como una calefacción secundaria cuando haya desaparecido la radiación solar.
En definitiva en verano tiene la capacidad de absorber el exceso de calor y disiparlo por la noche y en invierno mantener el calor en el material para disipar calor (calefacción) por las noches.
Como ya hemos visto el secreto principal de los edificios y viviendas passivhaus reside en generar mucho confort en el interior del edificio consumiendo muy poca energía y a un precio asequible que permita amortizar la inversión a corto plazo en relación a una construcción tradicional.