El estándar Passivhaus como modelo hacia la eficiencia energética y la sostenibilidad

EL ESTÁNDAR PASSIVHAUS COMO MODELO HACIA LA EFICIENCIA ENERGÉTICA Y LA SOSTENIBILIDAD Autora: Patricia Hernández Sampedro Tutor: Miguel Ángel Padilla Marcos Trabajo de fin de grado en Fundamentos de la Arquitectura Curso 2020-2021 Escuela técnica Superior de Arquitectura de Valladolid Universidad de Valladolid Departamento de construcciones arquitectónicas, ingeniería del terreno y mecánica de los medios constitutivos y teoría de estructuras. Acondicionamiento e instalaciones 2 | P á g i n a 3 | P á g i n a ÍNDICE 1. INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................... 4 1.1 MOTIVACIONES ............................................................................................................. 4 1.2 OBJETIVOS ..................................................................................................................... 5 1.3 CONTEXTO MEDIOAMBIENTAL Y ARQUITECTURA BIOCLIMATICA ..................................... 5 A. CAMBIO CLIMÁTICO .......................................................................................................... 5 B. ESTRATEGIAS FRENTE AL CAMBIO CLIMÁTICO ............................................................... 10 C. ESPAÑA FRENTE A EFICIENCIA ENERGÉTICA ................................................................... 12 D. ORGANIZACIONES / ESTANDARES FRENTE A EFICIENCIA ENERGÉTICA .......................... 16 2. ESTANDAR PASSIVHAUS .......................................................................................................... 22 2.1 FILOSOFIA Y ORIGEN ......................................................................................................... 22 2.2 SISTEMAS PASIVOS DE CLIMATIZACION DEL ESTÁNDAR PASSIVHAUS y LA ARQUITECTURA PASIVA ..................................................................................................................................... 23 2.3 SISTEMAS ACTIVOS DE CLIMATIZACIÓN DEL ESTÁNDAR PASSIVHAUS ............................. 40 2.3.1 BOMBA DE CALOR ...................................................................................................... 40 2.3.2 SISTEMAS DE AUTOCONSUMO .................................................................................. 56 2.4 APLACACIÓN DEL ESTÁNDAR PASSIVHAUS EN EDIFICIO RESIDENCIAL PÚBLICO: RESIDENCIA EN CAMARZANA DE TERA ................................................................................... 81 A. SISTEMAS DE APORTE DE ENERGÍA ACTIVAS ................................................................. 90 B. SISTEMAS DE APORTE DE ENERGÍA PASIVOS ................................................................. 91 C. CERTIFICACIÓN CLASSIC, DATOS PHPP: ........................................................................... 95 3.CONCLUSIONES ...................................................................................................................... 108 4.BIBLIOGRAFIA ......................................................................................................................... 111 5. ANEXOS: DOCUMENTACIÓN GRÁFICA DEL EDIFICIO Y PHPP_Cumplimiento certificado Passivhaus. ................................................................................................................................ 113 4 | P á g i n a 1. INTRODUCCIÓN 1.1 MOTIVACIONES Quien más y quien menos puede ver como desde hace años el sector de la construcción se ha visto obligado a renovarse. Como toda renovación que se lleva a cabo suele intentarse que sea para mejorar lo anterior, y eso mismo ha intentado la arquitectura. Durante estos años en la carrera hemos visto mil y un ejemplo de edificaciones de diversas funcionalidades, pero casi siempre desde un punto de vista compositivo, pocas veces son las veces que nos hemos adentrado en el cómo estaba hecho y más importante en el por qué se había construido así más allá de cuestiones puramente estéticas. Pero la realidad del sector de la construcción que encontramos actualmente es que la mayoría de decisiones ya no pueden tener un criterio puramente estético, sino que debemos indagar más allá; y gracias a la legislación actual recogida en el Código Técnico de la Edificación, sabemos que ya las cosas no pueden estar hechas de cualquier manera. Cada elección de material tiene que tener un por qué, cada estancia tiene que tener unas medidas mínimas, todas las obras nuevas tienen que tener un mínimo de habitabilidad, pero también desde hace unos años tienen que tener un mínimo de sostenibilidad. Desde hace años sabemos que el mundo está cambiando, no dejamos de oír noticias sobre el cambio climático, los gases de efecto invernadero, las altas cantidades de desecho que generamos e incluso el elevado gasto de materias primas, pero… ¿Cómo afecta esto al sector de la construcción? ¿Cómo está afectando este sector en el cambio climático? Los principios de mejora en cuanto a sostenibilidad que se han ido añadiendo, junto con una mayor divulgación de las estrategias tanto antiguas como novedosas que se pueden aplicar son las que me han llevado a querer indagar más en esta materia. Porque, lo más importante de todo es entender que la sostenibilidad no es algo que acabamos de inventar, la mayoría de estrategias de diseño ya las utilizaban nuestros antepasados para optimizar los recursos con los que contaban, por tanto ¿Cuándo hemos dejado de tener en cuenta donde estábamos, que necesitamos y que es lo mejor para el entorno colectivo? Para indagar más en la materia no he querido limitarme a las exigencias del código técnico, ni a los mínimos que se están llevando a cabo en la construcción actual por lo general; sino que he querido ir un paso más allá viendo las mejores estrategias en cuanto a sostenibilidad. Valorando diversas opciones en las que centrar mi trabajo tras entender exactamente como está la situación actual, me decante por la estrategia que más estaba oyendo a mi alrededor, la Passivhaus o casa pasiva. 5 | P á g i n a 1.2 OBJETIVOS El objetivo principal que tengo a través de este trabajo es entender la complejidad del estándar Passivhaus. Deberé entender el origen, el porqué de sus inicios, cuáles son sus criterios de diseño y sus diferentes estrategias, y dentro de estas, cuáles serían las mejores opciones disponibles, aunque sabiendo diferenciar en qué diversos casos variarían estas. Para ello debo desarrollar varios subobjetivos como serian: - Entender el contexto en cuanto al medio ambiente y como esto se ve reflejado en el sector de la construcción. Además de esto, deberé entender que otras acciones o medidas se han ido tomando con respecto a la situación y que relación tendrían estas en el auge del estándar Passivhaus. - Entender el porqué de que se empiece a construir actualmente muchos más edificios bajo el estándar Passivhaus y sus beneficios. Y que diferencias encontramos con algún otro tipo de certificación. -Concluir el período de investigación en torno al estándar Passivhaus vertiendo ese conocimiento adquirido sobre la materia analizando un ejemplo certificado por el Institut Passivhaus, valorando el porqué de las decisiones de diseño y construcción, y entendiendo los sistemas utilizados en el mismo. 1.3 CONTEXTO MEDIOAMBIENTAL Y ARQUITECTURA BIOCLIMATICA El cambio climático se ha convertido en un tema de interés en nuestra sociedad, gracias al cual estamos creando una conciencia generalizada. A la vista de todos esta como año tras año se va haciendo más notable que el cambio climático es un hecho y que en nuestras manos esta frenarlo y reconducir esta situación por nuestro bien y el de las próximas generaciones. Es por eso que está en nuestra sociedad el poder de valorar como está la situación y tomar medidas para cambiarlo. A. CAMBIO CLIMÁTICO El cambio climático se define según la RAE como: ‘’Cambio del clima, atribuido directa o indirectamente a la actividad humana, que altera la composición de la atmosfera mundial y que suma a la variabilidad natural del clima observada durante periodos de tiempo comparables.’’ Este fenómeno ha acarreado consecuencias medioambientales apreciables en la Tierra tales como un incremento de las temperaturas promedio, un incremento de tormentas y fenómenos similares y el deshielo de los polos con un consecuente incremento del nivel del agua. Esta variación del clima es una consecuencia directa del efecto invernadero. El efecto invernadero es un proceso por el cual los gases de efecto invernadero absorben la radiación térmica emitida por la superficie de la tierra, y esta es irradiada en todas direcciones. Esta radiación térmica que debería ser expulsada de la atmosfera, al ser devuelta hacia la superficie terrestre y el interior de la atmosfera, 6 | P á g i n a se produce el aumento de la temperatura de la Tierra frente a la que debería hacer si no existieran esos gases de efecto invernadero. EFECTO INVERNADERO. FUENTE:WWW.IAGUA.ES Los principales gases de efecto invernadero son el dióxido de carbono (CO2), metano (CH4), óxido de nitrógeno (N2O), ozono (O3) y clorofluocarburos (CFC). La mayoría de gases ya existían en la atmosfera con anterioridad, pero desde la Revolución Industrial se ha llevado a cabo un uso intensivo de combustibles fósiles y una alta deforestación, que han provocado que la cantidad de los gases se vea incrementada de forma preocupante. EVOLUCIÓN DE LAS EMISIONES DE GASES DE EFECTO INVERNADERO EN ESPAÑA El inventario de gases de efecto invernadero de España, serie 1990-2020, establece para el año 2020, unas emisiones brutas de 271,5 millones de toneladas de CO2; lo que implica una disminución global de las emisiones de CO2 con respecto al año anterior del 13,7%. Este valor sitúa actualmente las emisiones por debajo del valor de 1990 cuando se creó la serie. Esta disminución debemos observarla con cautela puesto que en el año 2020 no hay un único factor que disminuya estas emisiones; por un lado, este valor ha descendido debido al incremento de la generación eléctrica mediante energías renovables y también la caída del uso del carbón. Además de esto, en 2020 hemos visto como el patrón de actividad y movilidad ha descendido debido a las múltiples limitaciones de la COVID-19, lo cual se ve reflejado en el descenso de emisiones del transporte y la industria. 7 | P á g i n a EVOLUCIÓN DE LAS EMISIONES DE GEI TOMANDO COMO REFERENCIA EL PRIMER AÑO DE LA SERIE (1990). FUENTE: AVANCE DEL INVENTARIO NACIONAL DE GEI DE ESPANA 1990-2020 EMISIONES 2020 POR SECTORES Y GAS. FUENTE: AVANCE DEL INVENTARIO NACIONAL DE GEI DE ESPANA 1990-2020 Dado que los datos que incluyen el 2020 se encuentran actualmente en proceso de desarrollo, y requieren de toda la información para poder tener en cuenta y valorar las múltiples causas de la bajada, vamos a tomar como referencia para este análisis los datos de la edición 2021 del Inventario Nacional de Gases de Efecto Invernadero correspondiente a la serie 1990-2019. La tendencia como podemos observar a lo largo de los años es creciente, llegando al pico de emisión entre los años 2004 y 2007, comenzando ahí un paulatino descenso, hasta el 2013 que comienza un nuevo periodo de subidas y bajadas. 8 | P á g i n a TABLA DE EMISIONES TOTALES BRUTAS DE GASES DE EFECTO INVERNADERO. FUENTE: AVANCE DEL INVENTARIO NACIONAL DE GEI DE ESPANA 1990-2019 EVOLUCIÓN DE LAS EMISIONES DE GEI TOMANDO COMO REFERENCIA EL PRIMER AÑO DE LA SERIE (1990). FUENTE: AVANCE DEL INVENTARIO NACIONAL DE GEI DE ESPANA 1990-2019 La tendencia tras analizar las emisiones en función de los sectores, nos lleva a observar como mayor peso de las emisiones son las producidas por el transporte en carretera, seguido muy de cerca por las actividades industriales. Después de esto con aproximadamente la mitad de emisiones delos anteriores encontraríamos la generación de electricidad; la agricultura y ganadería; el consumo de combustibles en el sector residencial, comercial e institucional; y por último los residuos. 9 | P á g i n a EVOLUCIÓN DE LA DISTRIBUCIOBN DE EMISIONES BRUTAS DE GEI EN 2019 POR SECTORES. FUENTE: AVANCE DEL INVENTARIO NACIONAL DE GEI DE ESPANA 19902019 Por último, el CO2 se sigue manteniendo como el gas de efecto invernadero más emitido, seguido por el CH4, el N2O y finalmente el conjunto de gases fluorados. EVOLUCIÓN DE LA DISTRIBUCIOBN DE EMISIONES BRUTAS DE GEI EN 2019 POR TIPO DE GAS. FUENTE: AVANCE DEL INVENTARIO NACIONAL DE GEI DE ESPANA 1990-2019 16 | P á g i n a fomentar el autoabastecimiento mediante energía renovable de placas solares, facilitando subvenciones a sus usuarios: o Bonificaciones del IBI (Impuesto de Bienes Inmuebles) o Bonificaciones del ICIO o Deducciones del IRPF o Ayudas autonómicas Como conclusión final podemos establecer que por lo general muchas de las viviendas en España actualmente carece de un buen aislamiento térmico (innumerables puentes térmicos), de una envolvente hermética y estanca, de una buena orientación y soleamiento en función de su localización, ventanas de prestaciones optimas y/o una correcta ventilación cruzada con recuperador de calor. Hasta la normativa vigente en la actualidad, era irrelevante la existencia de puentes térmicos, y no estaban establecidos unos requisitos mínimos de aislamiento térmico. De la misma manera, no se comprobaba de ninguna manera ni se exigía una hermeticidad frente a infiltraciones indeseadas, lo cual disminuye mucho la calidad del aire interior y prolifera las pérdidas de energía. En las épocas de mayor auge de la construcción, se llevó a cabo una construcción masiva de viviendas dado la necesidad, principalmente en las ciudades, lo que llevo a un sistema de construcción masivo y repetitivo que no tenía en cuenta la localización ni la orientación. Un arquitecto diseñaba un edificio en Madrid, y ese mismo edificio podía ser construido en diferentes zonas de esa ciudad, e incluso en muchas otros, en las cuales el clima tampoco es similar al inicialmente proyectado. También es necesario tener en cuenta que el análisis se ha realizado con los datos ofrecidos por el estudio del IDAE, pero en su desarrollo no tiene en cuenta los edificios que hayan podido sufrir rehabilitaciones; el cual es un campo en el que actualmente están destinadas la gran mayoría de ayudas en el campo de eficiencia energética. D. ORGANIZACIONES / CERTIFICACIONES FRENTE A EFICIENCIA ENERGÉTICA Actualmente la construcción ecológica es una práctica fundamental de cara al desarrollo futuro del sector. Por tanto, debemos someternos a un proceso de ‘’mejores prácticas’’ de manera que los criterios de hoy, sean la base para conseguir adquirir unos criterios cada vez más altos. Gracias a la preocupación de mucha gente del sector por la evolución del medio ambiente y el ecosistema en el que vivimos, se han ido creando con el tiempo diversas organizaciones que buscan de manera voluntaria mejor la forma de construcción creando sus diversos ‘’estándares’’ mediante los cuales facilitan la etapa de diseño dando unas pautas, y certifican al final de la construcción del mismo que se ha llevado a cabo de una manera sostenible y eficiente para el medio ambiente. 17 | P á g i n a De esta manera nace en Estados Unidos en 1992 el USGBC (U.S. Green Building Council), en un momento en el cual, el sector de la construcción empezaba a orientarse en la promoción de prácticas hacia una construcción ecológica. Al poco tiempo de fundarse el USGBD, inicio el desarrollo de su ‘’estándar’’ para calificar y certificar la sostenibilidad de los edificios en Estados Unidos, este estándar es conocido como LEED., y se lanzó en 1999. LEED es el acrónimo de Leadership in Energy & Environmental Design, el cual, en castellano se traduce como Líder en Eficiencia Energética y Diseño Sostenible. Este sistema de certificación se fue ampliando durante la década siguiente a su lanzamiento, de manera que pueda clasificar todo el ciclo de vida del entorno de la construcción, no solo el edificio en sí, incluyendo así la planificación del uso de la tierra y las operaciones de diseño integral. De esta manera, la certificación LEED va más allá en torno a la sostenibilidad en el ámbito de la construcción, llegando así a poder certificar el vecindario o zona de construcción en su conjunto, de manera que se utilicen estrategias que mejoren el conjunto de la población y no solamente los usuarios del edificio a certificar. Los sistemas de clasificación LEED pueden tratar proyectos tales como: nuevas construcciones y renovaciones importantes; para fachadas y estructuras; para interiores comerciales; para escuelas; para atención medica; para ventas minoristas; para edificios existentes: operaciones y mantenimiento; para hogares; y para desarrollo de vecindarios. La estructura del sistema de clasificación de este certificado consta de prerrequisitos, que son elementos imprescindibles para la edificación ecológica y deben estar obligatoriamente en todos los proyectos; y créditos, que son los elementos opcionales, estrategias en diversos ámbitos que suman puntos con el objetivo de lograr la certificación deseada. Estos sistemas tienen por lo general 100 puntos básicos y a mayores seis puntos extras en la categoría de innovación y otro cuatro en la categoría de prioridades regionales, de manera que tenemos un total de 110 puntos, obteniendo así las siguientes certificaciones: o LEED Certificado (Certified): para edificios que consiguen entre 40 y 49 puntos. o LEED Plata (Silver): para edificios que consiguen entre 50 y 59 puntos. o LEED Oro (Gold): para edificios que consiguen entre 60 y 79 puntos. o LEED Platino (Platinium): para edificios que consiguen más de 80 puntos. Los créditos de la certificación LEED se pueden obtener mediante el desarrollo de estrategias en 8 categorías distintas, pero a la vez complementarias entre sí, las cuales son: 18 | P á g i n a GRÁFICO DE CATEGORIAS DE LA CERTIFICACION LEED. FUENTE: ISOVER a. Proceso integrador: este proceso se centra principalmente en el uso de materiales y recursos de los que disponemos a la hora de la construcción y el posterior uso del edificio y la zona en la que se encuentra y todo lo que afecte al ciclo del mismo, es decir la gestión de los recursos de desecho. De esta manera, en este ámbito, la principal manera de mejora es la reducción significativa de desechos desde una correcta fase de planificación y diseño del mismo. Además de lo anterior, otras estrategias para mejorar la conservación de materiales durante el ciclo de vida de nuestro proyecto serian: la reutilización de materiales de otros edificios preexistentes que mantienen la calidad, la planificación de regiones más compactas de manera que se ahorre material en la creación de infraestructura que le dé servicio; diseño de edificios más pequeños, reduciendo espacios inutilizados, y favoreciendo la creación de espacios flexibles; y una correcta gestión de los desechos mínimos que se generen de manera que evitemos al máximo la emisión de gases de efecto invernadero. 19 | P á g i n a b. Localización y transporte: la ubicación de un edificio puede ser considerada en cuestiones de sostenibilidad tan importante como la manera de construir el mismo. Además de los criterios bioclimáticos para la ubicación y orientación de los edificios, también debemos tener en cuenta los factores relacionados con las conexiones de los mismos. Un edificio será mucho más sostenible si se edifica en un terreno previamente desarrollado, con infraestructuras cercanas, dando preferencia a las especies que están en ese hábitat, y con una red de transporte sostenible; que si no reúne parte de estas características. Otro de los sectores que más contaminan junto con el de la construcción, es el sector del transporte. A la hora de diseñar los edificios y los patrones de vecindario, debemos tener en cuenta las conexiones y los diversos sistemas de transporte público, redes de sendas ciclistas y recorridos peatonales, de manera que nuestro edificio tenga una amplia oferta de transporte sostenible, evitando así una sobre contaminación adicional por un excesivo uso del transporte privado causado por malas comunicaciones. c. Parcelas sostenibles: Dentro de este grupo, la certificación LEED aborda diversos ámbitos como son la ubicación y sus conexiones; las pautas y diseño del vecindario; el transporte predominante en la zona; como se gestionan las aguas pluviales, tanto en el edificio como en el vecindario; y el efecto isla de calor en las zonas más densas de las ciudades. A la hora de ubicar un edifico debemos tener en cuenta como se conecta este con la biorregion local, donde se encuentra la cuenca fluvial y la comunidad donde se encuentra. De esta manera podremos decidir cuál es la forma más sostenible de crear nuestro edifico aprovechando al máximo los recursos naturales y materias que nos ofrece la zona; y además satisfacer las necesidades de la comunidad local y buscar fomentar una vida urbana activa mediante el diseño de nuestro edificio y la organización de su parcela; creando así un dialogo con el entorno. La gestión de aguas pluviales es un ámbito que se empieza a desarrollar con más frecuencia, y que LEED incluye como la minimización de superficies impermeabilizadas, aumentando las superficies permeables cubiertas verdes, o pavimentos porosos; el control de aguas pluviales y reutilización en casos donde la legislación regional lo permita; y mejoras a la vegetación nativa d. Eficiencia de agua: La gran expansión que hemos desarrollado en el ámbito residencial, comercial e industrial, nos están llevando a aumentar también el uso del agua potable, sin tener en cuenta que este suministro es limitado. Además de esto, dado al aumento de suministro, también aumenta la cantidad de agua residual y la dificultad de gestionar esta alta producción, pudiendo llegar el excedente a contaminar ríos, lagos, etc. 20 | P á g i n a De esta manera se apuesta por estrategias en el interior de la edificación de control del uso para hacer seguimientos de las tendencias de consumo y facilitar la detección de fugas, instalar accesorios en los elementos que requieran agua para conseguir la máxima eficiencia, y por último el uso de agua no potable para usos en los que no es imprescindible el potable, siempre que la ley regional lo permita. En lo referente al exterior, las estrategias se basan principalmente en respetar el bioecosistema del lugar de manera que al ser especies adaptadas requieren menos agua, añadir a esto un sistema de riego con tecnologías eficientes y el uso de aguas recuperadas de las edificaciones como grises o recolectadas de la lluvia para el riego. e. Energía y atmosfera: la evolución en la edificación nos ha demostrado como los edificios que tienden cada vez más a criterios elevados de eficiencia, reducen su consumo de energía de una forma considerable. Para reducir la demanda energética debemos hacerlo desde el diseño dimensionando el edifico de manera adecuada, evitando asi el sobredimensionamiento de instalaciones, y además estableciendo objetivos energéticos que condicionaran el diseño. También debemos tener en cuenta en el diseño el uso de energía gratuita a través de la ventilación natural, la orientación y la luz natural; y además complementar estas estrategias con un uso adecuado del aislamiento. Además de la reducción de la demanda, también podemos tomar estrategias en cuanto al origen de la energía, primando el uso de energías renovables. En cuanto a esto, LEED hace distinción entre dos tipos de la misma, la producción de energía renovable en el sitio de la edificación y la compra de la energía ecología fuera del sitio a proveedores certificados. En cuanto a lo referente a la atmosfera, la certificación LEED lo que establece es la prohibición de usar refrigerantes a base de CFC que son preocupantes en lo referente a la destrucción de la capa de ozono y al cambio climático. f. Calidad ambiental interior: este grupo comprende las condiciones que se dan en el interior del edifico como calidad del aire, calidad de la iluminación, condiciones térmicas y ergonomía; y además los efectos que estos producen en los ocupantes, es decir, el confort y bienestar en los residentes del edificio. En torno a la calidad del aire se deben llevar a cabo estrategias que protejan el aire que se introduce en el edificio, utilizar materiales ecológicos con bajas emisiones, realizar las pertinentes pruebas para detectar la presencia de radón u otras sustancias peligrosas, un correcto uso de filtros de aire; y un diseño correcto en cuanto a ventilación ya sea mecánica o natural. Y en cuanto a la mejora del confort de los ocupantes debemos tener en cuenta estrategias en el diseño como un elevado uso de iluminación natural y vistas, que además se complemente con ventanas operables que favorezcan la ventilación. Un diseño acústico adecuado también es vital para el desarrollo 21 | P á g i n a de actividades en el espacio. Y por último dotar al usuario del control de la iluminación, temperatura y ventilación de modo que pueda adoptarlo al uso. g. Innovación: a través de esta categoría LEED lo que busca es incentivar a los equipos de proyecto a desarrollar nuevas estrategias que mejoren los proyectos futuros. Estas estrategias deben tener unos mínimos tales como que sean aplicables a todo el conjunto del edificio, poder demostrar unas mejoras cuantitativas para el beneficio medioambiental y que la estrategia pueda ser aplicada en otros proyectos. h. Prioridad regional: Esta última categoría se reserva a los consejos regionales o sedes afiliadas al USGBD, de manera que se establecen criterios concretos en función de la zona del proyecto y sus necesidades específicas, demostrando así la gran importancia que tiene diseñar y construir un edificio para un sitio en concreto, con las peculiaridades que eso conlleva. Además de esta certificación, otra de las más importantes que, aunque surgió la idea en Estados Unidos, se desarrolló principalmente en Europa a diferencia de la anterior es la organización Institut Passivhaus, y la creación de su certificación Passivhaus. Está a diferencia de la anterior, se desarrolla principalmente en torno al diseño del edifico en sí, y no tanto al diseño y su relación con el entorno, y en el siguiente apartado se explicará su origen y criterios más a fondo. Como podemos observar entre estos dos sistemas de certificación, los cuales, ya han llegado ambos a España, aunque por el momento tiene una mayor cantidad de edificios certificados Passivhaus, ambos son una gran opción de cara a mejorar la eficiencia en la edificación, y aunque su carácter es voluntario, ha ido aumentando su demanda exponencialmente con el paso de los años, lo cual, nos demuestra que aunque lentos, el sector de la edificación va desarrollándose hacia la sostenibilidad y eficiencia. 22 | P á g i n a 2. ESTANDAR PASSIVHAUS 2.1 FILOSOFIA Y ORIGEN La arquitectura pasiva podemos definirla como aquella que se adapta a las condiciones climáticas del entorno y busca reducir todo lo posible su demanda energética. Para llevar a cabo esto, se tiene en cuenta tanto la fase de diseño como la fase de ejecución. Teniendo en cuenta esto podemos entender que la finalidad del estándar Passivhaus no es remodelar y rehabilitar todos los edificios existentes, sino lograr la construcción de edificios de nueva planta cuyo consumo de energía sea mínimo, pero sin poner en riesgo el bienestar y el confort térmico de sus ocupantes. La tendencia creciente del aumento del precio de la energía, y las nuevas normativas que se están incorporando en materia de sostenibilidad, eficiencia energética y medio ambiente; llevan a replantearse el modelo de parque inmobiliario actual. Este nuevo modelo debe tener en cuenta a parte del valor monetario del inmueble, la futura hipoteca energética que este producirá, pues actualmente la vida útil de los edificios sigue siendo elevada lo cual multiplicado por ineficiencia energética provoca un gran gasto energético que el planeta actual ya no es capaz de soportar. Además de esto, vista la evolución de las exigentes normativas energéticas que se están desarrollando, en un corto plazo de tiempo, los edificios que no respondan a un ahorro energético supondrán muy mala inversión económica frente a los que sí. El termino Passivhaus proviene del alemán, y su traducción literal sería ‘’Casa Pasiva’’. Este concepto de Casa Pasiva nació en los años 80 en estados Unidos, y proviene del libro de Edward Marzia Passive Solar Energy Book. En este libro recoge las experiencias de viviendas que minimizan el uso de los sistemas convencionales de calefacción y refrigeración aprovechando las condiciones climáticas y de soleamiento en cada sitio, unificando todo esto en un manual de aplicación. Este término se perfeccionó ya en la década de los 90 en Alemania con la creación del instituto Passivhaus y su estándar de certificación Passivhaus. El primer ejemplo del estándar Passivhaus es de 1990 y se construyó en Darmstadt, Alemania. Tras este primer paso, Alemania se convirtió en el gran impulsor de este estándar como forma de construcción con cientos de casas construidas en sus fronteras, y tras este paso el resto de países fueron detrás, llegando en la actualidad a más de 120 países alrededor del mundo. En España la entrada del estándar Passivhaus se produjo en 2008 con la creación de la Plataforma de Edificación Passivhaus (PEP). Una asociación sin ánimo de lucro que tiene como finalidad promover en España los edificios pasivos y forma parte de la International PassiveHouse Association y de EuroPHIT. 23 | P á g i n a El primer edificio en España certificado bajo el estándar de Passivhaus se realizó en 2010, y se trata de la vivienda Assyce-Ecoholística en Moraleda de Zafayona, Granada. Por tanto, este estándar Passivhaus no solo se puede implementar en el clima donde se construyó el primer ejemplo, sino que se puede adoptar esta metodología en todos los climas posibles, variando las exigencias de los elementos constructivos y orientaciones en correcta concordancia con las condiciones climáticas del entorno. Cuando realizamos una Passivhaus, no evaluamos el pequeño incremento monetario en la inversión inicial, sino que estudiamos el ahorro económico que se obtendrá a lo largo del tiempo, teniendo en cuenta que finalmente el cliente solo tendrá una hipoteca económica, y no una doble hipoteca (económica y energética), manteniendo además el confort y la calidad interior de su vivienda. 2.2 SISTEMAS PASIVOS DE CLIMATIZACION DEL ESTÁNDAR PASSIVHAUS y LA ARQUITECTURA PASIVA Como hemos podido entender con lo mencionado anteriormente, un punto fuerte en las edificaciones pasivas es el diseño del mismo, de manera que se consiga alcanzar mediante los elementos pasivos del diseño los parámetros exigido por el estándar. A. ORIENTACION Y APROVECHAMIENTO DE LA ENERGÍA SOLAR. CRITERIO DE ORIENTACIÓN SOLAR EN PASSIVHAUS. FUENTE: MICHEEL WASSOUF, (2014), DE LA CASA PASIVA AL ESTÁNDAR PASSIVHAUS. LA ARQUITECTURA PASIVA EN CLIMAS CÁLIDOS, BARCELONA, ESPAÑA: GUSTAVO GIL SL. Como ya he mencionado con anterioridad, el estándar Passivhaus puede ser implementado en cualquier clima, pero siempre prestando una especial atención a la orientación más adecuada para cada uno de ellos. Esto consiste en buscar la mejor orientación consiguiendo así; la máxima iluminación natural, disminuyendo de esta forma el consumo energético para el empleo de luz artificial. Esta alta 24 | P á g i n a demanda de iluminación interior debe llevarse a cabo, evitando que esto provoque un sobrecalentamiento en el interior. De este modo podemos entender como los huecos son los encargados de transmitir esta radiación solar del exterior al interior de la vivienda, y por tanto son los puntos con mayor transmitancia térmica. Es decir, debemos tener un control fundamental en su diseño de diversos parámetros como son la orientación, el tamaño y los elementos de protección solar. La radiación solar es la mejor fuente pasiva para calentar los edificios en invierno, una gran ventaja que en verano deja de serlo. Por lo que con el diseño debemos buscar la mejor opción para maximizar las ganancias solares en invierno y reducirlas al mínimo en verano. La mejor manera de conseguir esos objetivos pasa por utilizar protecciones solares móviles, ya que los voladizos o protecciones fijas son menos adaptables a las posibles condiciones dinámicas del clima. Por tanto, debemos hacer un estudio sobre la mejor opción que se adapta a las necesidades de nuestro proyecto, y como va a modificar su papel en función de la época del año y por tanto del diferente ángulo de incidencia de las radiaciones solares. De esta manera podríamos recurrir a un sistema de protección horizontal en puntos de inclinación de la radiación solar alta, puesto que nos produciría sombra en verano, pero deja pasar el sol en invierno; un sistema de protección vertical en puntos de inclinaciones de menor ángulo, siendo esta indicadas para las orientaciones este y oeste, donde los sistemas de protección solar no son tan eficaces ya que el Sol está bajo y llega a incidir en ventanas y fachadas; o mediante la vegetación, como por ejemplo con la vegetación caduca en porches que permite que el sol no penetre en verano, pero a la caída de las hojas si permite que este incida en invierno. CRITERIO DE PROTECCIÓN SOLAR EN PASSIVHAUS. FUENTE: MICHEEL WASSOUF, (2014), DE LA CASA PASIVA AL ESTÁNDAR PASSIVHAUS. LA ARQUITECTURA PASIVA EN CLIMAS CÁLIDOS, BARCELONA, ESPAÑA: GUSTAVO GIL SL. 25 | P á g i n a Además de tener en cuenta la radiación solar y la energía térmica que aporta a la vivienda, no debemos olvidar la calidad de iluminación del interior de los edificios; los elementos de protección a la radiación, en general, no debería empeorar esa calidad. Puesto que una protección solar excesiva podría aumentar la demanda del edifico a causa de un aumento en la demanda de iluminación artificial, por tanto, un aumento de la demanda del consumo energético. Por tanto, podemos tener en cuenta también protectores solares que dejen penetrar la luz al tiempo que son capaces de filtrar la entrada de radiación infrarroja, aunque estos han sido desarrollados principalmente para el sector terciario, podría ser una opción a tener en cuenta para grandes edificios. Siguiendo el ejemplo de la gran arquitectura de la antigüedad que en su mayoría ya buscaba adaptarse al medio; en los climas fríos se dispondrá de grandes acristalamientos al sur que permitan una mayor entrada de sol y por tanto de energía solar, mientras que, en la cara norte, este y oeste de la envolvente se reducirán los huecos, aunque siempre asegurando una correcta iluminación natural. Además de esto, los muros deberán construirse de una inercia elevada de manera que sean capaces de almacenar el calor, y distribuirlo de una manera eficiente en los ambientes interiores. En cambio, en climas cálidos conviene combinar huecos orientados al sur que cuenten con métodos de protección solar (persianas, brise-solei, toldos, vegetación...), con huecos orientados a norte que no reciben tanto soleamiento. Además de tener en cuenta un método de refrigeración a la hora de realizar el edificio. Es normal entender como la orientación del edifico tendrá mayor relevancia en climas cálidos, los cuales cuentan con una mayor incidencia de radiación solar; en cambio en un edificio cuya radiación va a ser baja de manera prolongada tendrá menos variación en el balance energético final si se modifica su orientación. Por tanto, no podemos entender el edificio como ente único, sino debemos entender el edificio en todo el contexto que le rodea y entender el emplazamiento en que se encuentra como elemento indispensable de su orientación y la importancia de esta. En el caso que nos encontramos de clima centroeuropeo, sin tomar en consideración el efecto del viento, puede decirse que la mejor orientación solar del edificio es la sur, pues se maximizan las ganancias solares en invierno, que es el momento en que es necesaria esa energía solar para aportar calor al edificio de forma pasiva. De este modo podemos entender que los huecos a norte tienen un balance energético peor puesto que reciben menor radiación solar, y además las perdidas energéticas que en ellos se produce es superior respecto a los elementos opacos de la edificación. 32 | P á g i n a radiación, de manera que este calor se pueda disipar hacia el interior cuando la temperatura en este sea baja. Por lo general dotar a un edificio de alta inercia térmica resulta favorable cuando el uso del mismo es un uso continuado, en el caso de edificios de uso intermitente como podría ser oficinas colegios, etc. El uso de esta estrategia podría ser contraproducente y debe ser estudiado con los parámetros de uso concretos de esta situación. G. PUENTES TÉRMICOS CRITERIO DE PUENTES TÉRMICOS EN PASSIVHAUS. FUENTE: MICHEEL WASSOUF, (2014), DE LA CASA PASIVA AL ESTÁNDAR PASSIVHAUS. LA ARQUITECTURA PASIVA EN CLIMAS CÁLIDOS, BARCELONA, ESPAÑA: GUSTAVO GIL SL. Los puentes térmicos son los lugares del cerramiento, en los cuales, se produce un flujo de energía superior al resto, lo que los convierte en el punto más débil de la envolvente. Esto lleva a una variación en la temperatura que en el caso de viviendas poco aisladas con calidades energéticas muy bajas la importancia es mínima, pero en el caso de una Passivhaus en la que procuramos un aislamiento térmico de la envolvente continuo y homogéneo nos puede generar grandes problemas. Estas diferencias en cómo pueden afectar los puentes térmicos, también son diferentes en función de la localización en la que nos encontremos, y por tanto del clima. Cuanto más alta sea la variación de temperatura entre el interior y el exterior del edificio, más importancia tendrán estos puentes térmicos ya que la variación que se producirá en ellos será mayor. Además de afectar al balance energético que tiene nuestro edificio, estos puentes térmicos también pueden afectar en otros aspectos como la salubridad, puesto que estas variaciones tan localizadas pueden 33 | P á g i n a derivar en condensaciones superficiales e intersticiales, las cuales a su vez pueden derivar en el desarrollo de mohos u otros microrganismos. Debemos diferenciar dos tipos de puentes térmicos, los puntuales y los lineales, siendo estos últimos los que más problemas ocasionan. Dentro de los puentes térmicos lineales debemos diferenciar además si son constructivos, cuando el cerramiento cambia su grosor; si son geométricos, como en las esquinas, donde contamos con una superficie exterior mucho mayor que la interior; o debidos a cambios en el material, cuando en algún punto podemos encontrar un material con una conductividad térmica alta respecto al cerramiento habitual. Para intentar minimizar los efectos que puedan ocasionar los puentes térmicos, El Passivhaus Institut ha establecido unas reglas: lo primero de todo evitarles, procurando no fracturar la continuidad del aislamiento térmico; después en el caso de no poder evitar la rotura, en esos puntos debemos procurar utilizar elementos que tengan una conductividad muy baja; y por ultimo intentar conectar los diversos elementos constructivos de la edificación evitando interrumpir el aislamiento térmico del mismo. H. HERMETICIDAD AL PASO DEL AIRE CRITERIO DE HERMETICIDAD AL PASO DEL AIRE EN PASSIVHAUS. FUENTE: MICHEEL WASSOUF, (2014), DE LA CASA PASIVA AL ESTÁNDAR PASSIVHAUS. LA ARQUITECTURA PASIVA EN CLIMAS CÁLIDOS, BARCELONA, ESPAÑA: GUSTAVO GIL SL. Puesto que en esta tipología de edificios contamos con un aislamiento térmico muy elevado, debemos tener en cuenta en el diseño de las juntas constructivas evitar al 34 | P á g i n a máximo la posible entrada por estas de aire del exterior, de manera que se produzcan infiltraciones de aire no controladas, las cuales, generalmente son las causantes de gran parte de las pérdidas de energía. Estas infiltraciones de flujo en invierno suelen producirse del interior al exterior disipándose así el aire caliente y perdiendo energía, y en verano el aire caliente entra en el interior lo cual también nos perjudica para lograr el confort térmico. Esta hermeticidad elevada además desfavorecer un ahorro energético controlando las pérdidas energéticas, también nos disminuye el riesgo de condensaciones producidas por convección cuando el aire atraviesa la envolvente del edificio, aunque se debe diseñar un sistema de ventilación artificial que de manera controlada nos ventile el edificio de manera que también evitemos otro tipo de condensaciones. Aunque debemos distinguir la hermeticidad al aire de los edificios con la capacidad de respirar que tienen los mismos, puesto que los edificios ‘’respiran’’ por las ventanas y huecos y no por la piel opaca del mismo. Esta hermeticidad al aire, sumado a un alto aislamiento térmico, también nos dan como resultado una mejora notable en cuando a las prestaciones de la protección acústica del edifico. Al igual que en todos los criterios, el clima en el que nos encontremos determinara la importancia que la hermeticidad adquiere en el diseño del edificio, siendo de gran impacto en climas fríos en los cuales la entrada de aire frio y salida de aire caliente provoca grandes pérdidas, al contrario que en los climas tropicales que las temperaturas interiores y exteriores sufren bajas variaciones. Para poder controlar la hermeticidad de un edifico, este criterio debe partir de la fase de proyecto de manera que podamos definir para cada elemento constructivo cual es el plano y el material que garantiza la estanqueidad; una vez lo tengamos definido, debemos asegurarnos que este plano es continuo y envuelve todo el espacio calefactado controlando además los encuentros entre los diferentes elementos constructivos; y por ultimo disminuir al mínimo las penetraciones de elementos constructivos como tubos, enchufes, etc. Por tanto, para diseñar un edificio pasivo, debemos conseguir que todas las infiltraciones de aire sean controladas de manera que podamos asegurar que el aire infiltrado cuenta con las condiciones óptimas de calidad, frescor, impurezas y con condiciones de temperatura e higrométricas dentro de los parámetros recomendados. Además de esto debemos de tener en cuenta que los parámetros deben ser los óptimos, porque en casos como la humedad relativa no es recomendable para el bienestar ni para la salud que esté por encima ni por debajo de lo recomendable. Una vez nos encontramos en fase de obra no debemos dar por hecho que todo está tal como se planteó en proyecto, y para comprobar que los niveles son los adecuados se debe realizar el test de Blower-Door. 35 | P á g i n a I. VENTILACIÓN CRITERIO DE HERMETICIDAD AL PASO DEL AIRE EN PASSIVHAUS. FUENTE: MICHEEL WASSOUF, (2014), DE LA CASA PASIVA AL ESTÁNDAR PASSIVHAUS. LA ARQUITECTURA PASIVA EN CLIMAS CÁLIDOS, BARCELONA, ESPAÑA: GUSTAVO GIL SL. El principal objetivo que se busca a través de la ventilación es conseguir una calidad higiénica de los espacios interiores del edificio y garantizar una correcta extracción de los agentes que puedan ser perjudiciales para el edificio o los individuos que lo habiten. Dentro de estos agentes podemos encontrar CO2 y otros gases nocivos como el radón, vapor de agua, componentes orgánicos volátiles y olores de la actividad humana. En el caso de los gases, dado que el Co2 es un agente fácilmente medible e ha establecido como unidad de referencia de la calidad higiénica de los espacios interiores, lo cual en los momentos que nos encontramos se ha extendido a pasos agigantados y ya se utiliza como medida de referencia en la mayoría de edificios públicos del país. Está demostrado como una alta concentración de CO2 en un espacio reduce la capacidad intelectual de los humanos, de manera que los medidores de CO2 junto con los purificadores de aire son elementos que gracias a los momentos que vivimos están llegando para quedarse, y podemos entender como esto mejorara la calidad del aire de muchas estancias. En el caso del vapor de agua que producen los humanos, incluyendo en esto las actividades propias del día a día como cocinar o ducharse, podemos llegar a niveles de humedad relativa media del 80%, lo cual extendido en un periodo medio largo de tiempo puede favorecer la aparición de mohos u hongos en la superficie interior 36 | P á g i n a de la envolvente. Por otro lado, los olores de la actividad humana también deben considerarse un factor a tener en cuenta, ya sea en niveles bajos como un adulto normal con vida sedentaria o un niño, o con niveles altos como un gran fumador. Por tanto, teniendo en cuenta todos los factores que afectan a deteriorar la calidad higiénica de un espacio, y que el modelo de vida actual se desarrolla principalmente en interiores, podemos comprender como la ventilación de los edificios es un aspecto primordial a tener en cuenta en el diseño y proyección de un edificio. Dentro de la ventilación de un edificio podemos encontrar diferentes tipos de la misma: ventilación natural, ventilación hibrida (extracción controlada del aire, pero admisión del mismo de forma natural) y ventilación controlada de doble flujo (llevando control tanto en la admisión como en la extracción). La ventilación natural pese a ser aparentemente la más básica, resulta importante contar con un diseño óptimo de manera que la favorezcamos, y no al contrario. Esta ventilación suele tomar importancia en los edificios proyectados en zonas cálidas puesto que las diferencias de temperatura no son elevadas y la ventilación natural diurna y una baja hermeticidad puede provocar corrientes de aire que mejores el confort climático por convección, teniendo que tener muy en cuenta para el diseño un análisis exhaustivo de los vientos. En otras zonas donde las temperaturas pese a ser cálidas disminuyen en el exterior respecto al interior de noche, la ventilación natural se utiliza en ese momento para descargar el calor acumulado durante el día y de esta manera refrescar el espacio. Dentro de la ventilación natural, encontramos dos maneras distintas de realizarla: ventilación cruzada y ventilación por estratificación. La primera está basada en las diferencias de presión del viento que se generan dependiendo del sitio y de la hora, altas presiones a sotavento y bajas presiones a barlovento. Esta ventilación se consigue disponiendo en un entorno aberturas en paredes opuestas o adyacente, lo cual permite la entrada y salida de aire, y la creación de corrientes. Y la segunda basada en el fenómeno por el cual la temperatura del aire no se mantiene uniforme ni homogénea, sino que podemos observar una superposición de capas de temperatura desde el suelo hasta el techo, como consecuencia natural del aumento de la temperatura en el interior, ascendiendo el aire caliente a la zona superior y manteniéndose el aire frio en el inferior. Debemos comprender como la ventilación natural posee ciertas limitaciones, ya que al depender del medio se puede ver perjudicada por la contaminación acústica, los agentes contaminantes del aire exterior, la escasez de viento que cree las corrientes, posibles lluvias o tormentas, falta de seguridad al abrir las ventanas etc. Además de esto, la estrategia de ventilación natural no es similar en todos los momentos del día puesto que las condiciones climatologías de soleamiento no son similar, por lo que el usuario debería controlar los parámetros para conseguir la óptima ventilación en cada 37 | P á g i n a momento y esto no sucede; con lo cual la mayor parte de viviendas deben de contar con un sistema de ventilación que no dependa en su totalidad del usuario. Por tanto, como la ventilación natural normalmente no es suficiente, podemos encontrar una opción a medio camino entre ella y la ventilación controlada de doble flujo, esta es la ventilación híbrida. Esta ventilación consiste en crear ventiladores de extracción de aire en los locales húmedos, como son baños y cocina; y además creando aberturas en las fachadas para permitir la entrada de aire. Este tipo de ventilador es eficaz porque genera una ventilación constante pero no eficiente puesto que no podemos recuperar la energía que se escapa por los conductos de extracción. Además, en la mayoría de viviendas debido a las frías temperaturas en el exterior muchos usuarios tienden a sellar las aberturas de fachada para evitar la pérdida de energía. Aun con las deficiencias este sigue siendo un buen método de ventilación para viviendas que se encuentren en climas suaves. Por último, la última forma de ventilación que nace con la intención de mejorar la ventilación híbrida seria la ventilación controlada con recuperador de calor. Este tipo de ventilación es más eficiente puesto que al primer sistema controlado de extracción de aire añade un segundo sistema de admisión de aire. El sistema de admisión de aire cuenta con un recuperador de calor que nos permite transmitir la energía del aire saliente al caudal de aire entrante, por tanto, este sería el sistema de ventilación preferido para los edificios Passivhaus. Para poder contar con una ventilación controlada con recuperador de calor debemos de tener en cuenta en proyecto todos los elementos que la conforman: máquina de recuperación de calor, conductos de admisión del aire fresco, conductos de extracción del aire viciado y componentes añadidos opcionales que mejoren el funcionamiento. Este sistema funciona con un ventilador que mueve el aire ‘’limpio’’ del exterior al interior, y el otro extrae el aire viciado del interior al exterior. Para favorecer que el aire que entra del exterior se encuentre ‘’limpio’’ de partículas u otros componentes la máquina de recuperación de calor cuenta con un filtro encargado de adaptarse. En invierno el calor del aire del interior se traspasa al aire frio exterior, mientras que en verano si tenemos una temperatura interior más fría que el exterior, ese frio también podría ser recuperado. El sistema de ventilación no va a encontrarse en funcionamiento y ritmo constante, sino que este se adaptara a las necesidades del usuario, la época del año y si este se encuentra o no en la vivienda. Cuenta con 4 modalidades de funcionamiento: apagado, encendido con caudal de consigna, encendido con caudal básico y encendido con caudal intensivo. Dentro de estas modalidades se recomienda el caudal básico cuando el usuario no se encuentra en el edificio y el intensivo cuando hay más gente de la habitual o se va a utilizar la cocina. 38 | P á g i n a RECUPERADOR DE CALOR El recuperador de calor es una máquina que nos permite recuperar parte de la energía del aire climatizado que tenemos en el interior de nuestro edificio, mediante un intercambiador que se encarga de poner en contacto el aire interior que extraemos con el aire exterior que introducimos, pero son que se mezclen los dos circuitos. En el intercambiador por el que circulan los aires de extracción y de admisión, cada corriente de aire está en contacto con las superficies sólidas donde se produce la cesión de calor del aire más caliente con el aire más frio. Este intercambiador que nos permite ceder calor al aire admitido procedente de la entalpia contenida en el aire extraído, podemos encontrarle en diferentes tipos, dinámicos (rotativos) y los estáticos (de placas). En el caso de los de placas encontramos intercambiadores de flujos paralelos y de flujos cruzados. Los intercambiadores rotativos están constituidos de una rueda con conductos de pequeño diámetro paralelos entre ellos y un pequeño motor que lo acciona. Esta rueda se encuentra dividida por la mitad circulando un flujo de aire por el semicírculo superior y el otro por su semicírculo inferior. Este tipo de intercambiador suele ser usados para grandes caudales y su rendimiento puede superar el 80%. INTERCAMBIADOR ROTATIVO. FUENTE: SOLER Y PALAU En el caso de los intercambiadores de placas, constan de unas placas muy finas de aluminio o plástico paralelas entre ellas, entre las cuales alternativamente circulan el flujo de aire por una cara y el de entrada por la otra, de manera que el calor se cede a la superficie sólida. De esta forma el calor pasa de un flujo al otro a través de las placas. Dentro de estos intercambiadores, los que adoptan la forma constructiva de flujo cruzado, cuentan con una sección cuadrada, de manera que los flujos de aire atraviesan el intercambiador de calor en direcciones perpendiculares. Este tipo de intercambiadores son los más usados en los aparatos domésticos ya que su 39 | P á g i n a rendimiento puede superar el 60% manteniendo una simplicidad y un coste relativamente moderado. INTERCAMBIADOR DE FLUJO CRUZADO. FUENTE: SOLER Y PALAU En el caso de los intercambiadores de placas de flujo paralelo, encontramos como tienen un rendimiento baste superior al de los anteriores, que puede superar el 90%, pero a su vez el coste de estos también es más elevado. En estos intercambiadores ambos caudales de aire circulan paralelos y a contracorriente en el interior, con lo cual, el tiempo y la superficie de intercambio es mayor y por tanto, se incrementa la capacidad de recuperación. INTERCAMBIADOR DE FLUJO PARALELO. FUENTE: SOLER Y PALAU En zonas climatologías en las que la temperatura exterior es similar al interior, el recuperador de calor tendría un rendimiento energético muy bajo, por lo que su instalación puede no tener mucho interés económico. Pese a estos habría que evaluar si el interés de colocarle recae en otros factores como la contaminación acústica del exterior, la contaminación del aire, etc. Además de esto, debemos tener en cuenta a la hora de realizar nuestro proyecto Passivhaus que es aconsejable utilizar recuperadores certificados, y estos tienen un rendimiento mínimo del 75%. 40 | P á g i n a 2.3 SISTEMAS ACTIVOS DE CLIMATIZACIÓN DEL ESTÁNDAR PASSIVHAUS 2.3.1 BOMBA DE CALOR La bomba de calor es un sistema basado en un ciclo frigorífico, que consiste en la extracción de energía del exterior, y la transmisión de esta al interior del recinto. El funcionamiento de este ciclo podremos asimilarlo al funcionamiento del frigorífico de nuestra vivienda, salvo porque la bomba de calor puede ser utilizada para suministrar calor y frio invirtiendo el ciclo de funcionamiento. En el modo calor, el medio exterior es utilizado para elevar la temperatura del foco frio del ciclo, y en el modo frio el medio exterior se utiliza para bajar la temperatura del foco caliente. Según la fuente de energía utilizada, podemos diferenciar distintas bombas de calor: las bombas de calor que utilizan el aire exterior para obtener la energía, se denominan aerotermia; las cuales utilizan el subsuelo para extraer la energía se denominan geotermia; y las que utilizan el agua de cauces o del mar se denominan hidrotermia. Además de esta clasificación, también podemos dividir los diferentes tipos de bombas de calor en función del medio de intercambio de calor: como son los sistemas con intercambio aire – gas (aerotermia), los sistemas con intercambio aire – agua (aerotermia), los sistemas con intercambio agua – agua (hidrotermia y geotermia), y los sistemas con intercambio agua – gas (hidrotermia y geotermia). Los primeros sistemas aire-gas funcionan intercambiando el calor/frio del aire exterior al gas, y este es transmitido directamente a la vivienda a través de conductos. Los sistemas de aire-agua funcionan intercambiando el calor/frio del aire exterior al gas, y de ahí es transmitido al agua encargado de calefactar – refrigerar la vivienda mediante radiadores o suelo radiante. Y por último los sistemas utilizados en geotermia e hidrotermia, los cuales, intercambian el calor del agua con el gas; y posteriormente este gas es calentado/refrigerado directamente (sistemas agua-gas) o se transmite el calor al agua y de ahí, circula a través de un circuito de radiadores o suelo radiante (sistema agua-agua). AEROTERMIA La aerotermia es la tecnología que se caracteriza por el uso principalmente de la energía del aire para climatizar los diferentes espacios. La bomba de calor aire-agua es la más utilizada en esta tecnología, con lo que, la energía del aire es aprovechada e intercambiada con el agua para obtener calefacción, refrigeración y agua caliente sanitaria (ACS). Al ser el aire exterior la fuente de energía principal, la temperatura del mismo influirá en el rendimiento de la bomba de calor. 41 | P á g i n a ESQUEMA FUNCIONAMIENTO AEROTERMIA EN VIVIENDA. FUENTE: ENERTRES. Dado que la mayor cantidad de energía no se produce, sino que un 75-80% de esta energía es aportada del ambiente a la vivienda, frente a la minina parte que se obtiene de forma eléctrica. Podemos entender esto como nos permite grandes ahorros con respecto a sistemas energéticos con fuentes de energía combustibles fósiles; y además es considerada como una fuente de energía limpia y muy eficiente, puesto que en la bomba de calor no se produce combustión interna y no hay propagación de humos. La presencia en el mercado de bombas de calor con aerotermia ha aumentado mucho en los últimos años, y esto es debido a la gran apuesta por energías renovables y más eficientes frente a los combustibles utilizados tradicionalmente como carbón, gas o gasoil. Las bombas de calor con aerotermia, se dice que son muy eficientes puesto que presentan un COP (Coeficient of Performance) muy alto, entre 4 y 5 según el fabricante; esto quiere decir que por cada KW/h de electricidad que consume la bomba, este tipo de equipo puede generar 4 o 5 KW/h. Este consumo eléctrico es utilizado para hacer funcionar el motor que conforma el compresor de la unidad terminal. ESQUEMA INSTALACIÓN AEROTERMIA EN VIVIENDA. FUENTE: VÍA DAIKIN. 48 | P á g i n a 2.1 Sonda de captación / Pozos ESQUEMA DE UNA CAPTACIÓN VERTICAL CERRADA MEDIANTE SONDAS EN POZOS. FUENTE: REHAU Esta solución consiste en crear una o varias perforaciones en el terreno de 30150 metros de profundidad, e insertar en ella la sonda de captación geotérmica formada por una tubería de plástico de alta densidad, por la cual, circulara el fluido refrigerante (agua + anticongelante) e intercambiara el calor con el terreno circundante. 2.2 Sonda en pilotes ESQUEMA DE UNA CAPTACIÓN VERTICAL CERRADA MEDIANTE SONDAS EN PILOTES. FUENTE: REHAU 49 | P á g i n a En casos de edificaciones, en las cuales, por razones de cimentación y escasa resistencia del terreno, es necesario disponer de pilotes, estos elementos son aprovechados para la captación de energía geotérmica de manera que se integran sondas en las armaduras. De esta manera se crean los pilotes energéticos. SISTEMA DE PILOTES ENERGÉTICOS PARA CALEFACCIÓN Y CLIMATIZACIÓN. FUENTE: INFOS-GEOTHERME Nº1. SUISSE ÉNERGIE, 2001) TUBOS INTERCAMBIADORES DE CALOR INTEGRADOS EN UN PILOTE PARA CIMENTACIÓN. FUENTE: GEOTHERMAT ENERGY, CLAUSE, 2006) 50 | P á g i n a Esto nos genera una ventaja respecto a la instalación, pues aprovechamos unos elementos necesarios para la construcción del edificio, y evitar realizar sondeos exclusivos para geotermia. Dado el gran volumen que se ve afectado, sería suficiente con insertar en el interior de parte o todas las piezas de hormigón que conforman la cimentación, los tubos de polietileno por los cuales, circulara fluido refrigerante (agua + anticongelante), conectándolos posteriormente a un circuito cerrado con la bomba de calor. 3. Captación en lagos o ríos Este sistema es el más económico ya que carece de la necesidad de realizar pozos o excavaciones, pero será necesaria la existencia cercana de un lago o rio con características muy específicas, por lo que no es muy viable en la mayoría de casos. Este sistema consiste en aprovechar lagos o ríos que cuenten con aguas termales con temperaturas adecuadas, en las cuales introduciremos directamente los captadores, realizando así el intercambio térmico directamente con el agua y no con el terreno. 4. Captación de circuito abierto subterráneo A diferencia del funcionamiento de los circuitos de captación cerrados vertical y horizontal, en el caso de este sistema, el agua caliente se recoge directamente de los acuíferos subterráneos a través de un pozo; y una vez utilizada en la vivienda, esa agua es devuelto al acuífero a través de otro pozo. Es un sistema de apariencia similar al de captación cerrada vertical, pero en lugar de contar con una tubería en forma de ‘’U’’, se cuenta con dos tuberías independiente, una de extracción y otra de inyección. SISTEMA DE CAPTACIÓN DE CIRCUITO ABIERTO SUBTERRÁNEO. FUENTE: ENERTRES 51 | P á g i n a Cuando hablamos de eficiencia, podemos considerar este sistema el mejor, pero para ello es necesario disponer de un acuífero con unas condiciones hidrológicas óptimas para que no se produzcan reacciones químicas con metales, además de la necesidad de muchos permisos burocráticos. Para este sistema es necesaria la utilización de dos bombas, una conectada al primer pozo para la extracción del agua, de manera que nos ayude a vencer la pérdida de carga del circuito, esta bomba deberá disponer de una potencia elevada para asegurarla extracción de un caudal suficiente; lo cual puede ser una desventaja frente a los demás sistemas, puesto que esta bomba puede generar un elevado consumo eléctrico Y la encargada del intercambio de calor, la bomba de calor geotérmica. Una vez el agua es aprovechada térmicamente, este es devuelto al acuífero gracias a la gravedad, por lo que no es necesario nada más que otro pozo. Esta agua, al igual que el terreno, se mantiene prácticamente a la misma temperatura todo el año, por lo tanto, es una fuente energética constante. La bomba de calor está compuesta por pocos elementos como en el caso de la bomba de aerotermia; un compresor, un evaporador, un condensador y un dispositivo de expansión. La bomba está compuesta por un circuito cerrado por el que circula un líquido refrigerante, el cual, es el encargado de captar el calor procedente del terreno; y posteriormente este calor es distribuido, mediante el condensador, al circuito de calefacción y al ACS. Esto se produce mediante el ciclo de evaporación, compresión y condensación constante del líquido refrigerante. ESQUEMA FUNCIONAMIENTO DEL MODO CALEFACCION DE UNA BOMBA GEOTERMICA. FUENTE: GEOTERMIAVERTICAL.ES 52 | P á g i n a En el modo calefacción el evaporador es el encargado de captar el calor del foco frio, que sería el campo de captación geotérmico. En este punto el condensador será el encargado de ceder el calor al foco caliente, que sería la vivienda o espacio a calefactar para el que tendremos instalado otro circuito cerrado, como por ejemplo suelo radiante, por el que circulará el agua caliente. ESQUEMA FUNCIONAMIENTO DEL MODO REFRIGERACIÓN DE UNA BOMBA GEOTERMICA. FUENTE: GEOTERMIAVERTICAL.ES En el modo refrigeración invertiremos el funcionamiento del sistema, de modo que el evaporador será el encargado de realizar el intercambio con el foco frio que será el circuito interior, como por ejemplo el suelo radiante; y el condensador será el que realizará el intercambio con el foco caliente, cediendo así la energía calorífica al terreno. Por tanto, podemos entender como es el sistema más eficiente, puesto que el rendimiento de la bomba no se ve afectado por las variaciones de la temperatura del aire exterior como en el caso de una bomba de calor aire-agua, ya que contamos con una fuente de energía con temperatura constante. Además de la eficiencia por la baja de influencia de agentes externos, podemos considerar las bombas de calor geotérmicas como elementos tremendamente eficientes, ya que con su uso obtenemos una relación de energía consumida – generada en torno a 4, es decir, por cada KW/H de energía eléctrica consumida obtenemos 4KW/h de energía calorífica / frigorífica para la vivienda. Este lo 53 | P á g i n a podemos entender sin contradecir el principio de conservación de la energía, puesto que la energía adicional nos la ofrece de manera gratuita la gran cantidad de calor que se almacena debajo de la superficie. Al igual que ocurría en la aerotermia, un elemento que favorece el rendimiento de la geotermia, es la utilización del suelo radiante como sistema de calefacción / refrigeración. La ventaja de esto es que en invierno el suelo radiante cuenta con una temperatura de trabajo de unos 25ºC, y en verano de 20ºC, lo que nos permite que en esa época el suelo invierta su función y actúe como captador del calor que contiene la vivienda, y el fluido refrigerante del sistema de captación ‘’arrastre’’ ese calor hacia la red exterior de tubos (independientemente del sistema de captación exterior). De esta forma vemos como la red de tubos interior y exterior funcionarían intercambiando sus papeles en el conjunto del sistema en verano e invierno, actuando como captadores de calor o como sumideros en función de la época del año, y todo esto gracias a la bomba de calor geotérmica. En el caso de este sistema, la red de tubos exterior es distinta e independiente de la red de tubos interior del suelo radiante. Para la separación de ambas redes, utilizaremos intercambiadores de calor para poder transferir el calor sin pérdidas importantes de energía. Esta separación de redes también nos simplifica las labores de mantenimiento del sistema. Por tanto, podemos concluir las ventajas que tiene la energía geotérmica sobre el resto de formas de energía: Es una energía libre de emisiones, y no requiere de combustión, por lo que es una energía muy limpia y sin necesidad de depósito para combustible. Al contar con la geotermia como único sistema para calefacción y refrigeración reducimos el riesgo de legionelosis, ya que no existirán torres de condensación. Al extraer el calor de la tierra tenemos una energía constante durante todo el año, y al no depender del clima frente a otras energías renovables que, si dependen de él, podemos decir que es más eficiente. Esta forma de energía también cuenta con una excelente fiabilidad y bajos recursos de mantenimiento. HIBRIDACIÓN GEOTERMIA CON AEROTERMIA Podemos pensar ya en la hibridación de sistemas geotérmicos con aerotermia como presente y futuro de edificios con altas demandas. Teniendo en cuenta los objetivos europeos para el 2030, los cuales establecen que el 35% de la energía se debe obtener de manera renovable, y tenemos más próximo el objetivo de los edificios de consumo nulo; las bombas de calor aerotermicas y geotérmicas pueden ser la solución más eficiente. Esta hibridación debemos valorarla teniendo en cuenta que, entre los dos sistemas, el que tiene mayor rendimiento es la geotermia, pero no siempre es posible realizar correctamente los pozos de captación necesarios para cubrir toda la demanda. 54 | P á g i n a Por eso la hibridación sería la solución ideal, nuestro sistema tendría como base la energía geotérmica, pero contaríamos con un sistema de aerotermia para cubrir los picos de demanda. De esta manera aunando el terreno y el aire como fuentes de la energía para realizar los intercambios, tendríamos la climatización más eficiente y limpia del mercado. Dado que las actuales bombas de calor ya incorporan software de control avanzado, con este sistema conjunto, podrían decidir cuál es el funcionamiento más óptimo en cada momento, y decidir así si trabaja el sistema aerotérmico, el sistema geotérmico o el conjunto de los dos. ESQUEMA DE UNA INSTALACION HIBRIDA DE AEROTERMIA Y GEOTERMIA. FUENTE: GEOTERMIAVERTICAL.ES HIDROTERMIA La hidrotermia es la tecnología que consiste en extraer la energía térmica procedente del agua para producir calefacción, refrigeración y ACS. Su funcionamiento está basado en una bomba de calor encargada de extraer el potencial calorífico del agua. En un primer momento podemos pensar como esta energía cuenta con grandes limitaciones ya que pocas veces edificamos a la orilla de ríos o lagos, y cuando lo hacemos estas viviendas son escasas. Sin embargo, esta tecnología nos da la oportunidad de aprovechar las aguas que desechamos de los propios edificios, las aguas grises (procedentes de fregaderos, lavavajillas, lavadoras, baños, etc.) que en muchos casos tienen un elevado potencial calorífico ya que se han calentado a 55 | P á g i n a elevadas calenturas para su uso en la vivienda, de esta manera podemos aprovechar esta energía que iba a ser perdida. INSTALACIÓN HIDROTÉRMICA DE REUTILIZACIÓN DE AGUAS GRISES. FUENTE: KALHIDRA S.L. GEMAH La instalación hidrotermia está compuesta de una bomba de calor similar a las de las fuentes de energía anteriores, en la cual se utiliza un fluido como foco exterior de intercambio y se conecta a las instalaciones interiores aprovechables. Como conclusión entre los diversos sistemas de bomba de calor, podemos apreciar como los preferidos para viviendas Passivhaus tanto por rendimiento como por conjunto del sistema son la aerotermia y la geotermia, aunque actualmente la geotermia es más desconocida y por tanto menos usada. Si intentamos valorar cuál de las dos opciones sería mejor, primero debemos tener en cuenta que es algo difícil ya que las dos son energías renovables y pueden ser utilizadas para calefacción, refrigeración y ACS. En ambas se utiliza la bomba de calor como elemento encargado de aprovechar la energía, y la principal diferencia radica en la fuente de la misma. Utilizando la aerotermia una bomba de calor aire – agua, mientras que la geotermia utiliza una del tipo agua – agua. La primera gran diferencia a la hora de decidir es el coste de la instalación, siendo en el caso de la geotermia mucho más elevado dado que es necesario la realización de perforaciones y colocación de sondas; y además de un estudio del clima necesario en ambos, necesitaríamos también un estudio del terreno. Si valoremos la independencia de una red eléctrica, vemos como la aerotermia consume aproximadamente un 60% más de electricidad, ya que extraer la energía del ambiente supone un elevado esfuerzo del condensador en comparación con el requerido en el caso de la geotermia. Esto mismo nos hace valorar el futuro rendimiento de la instalación, y teniendo en cuenta lo explicado anteriormente por la 56 | P á g i n a influencia del aire exterior, entendemos como tendrá menos rendimiento la aerotermia dependiente del clima exterior, frente a la geotermia que cuenta con una fuente de calor constante. En cuanto a mantenimiento, la aerotermia vuelve a salir peor parada, ya que al tener toda la instalación más expuesta al exterior requiere de mayor mantenimiento. Esto también sería variable en función de los diferentes sistemas de captación de geotermia elegido. Esta misma exposición es la que nos hace concluir como la vida útil de una instalación geotérmica suelo durar una media de 50 años, frente a los 15-25 de la instalación aerotermica. 2.3.2 SISTEMAS DE AUTOCONSUMO El autoconsumo consiste en producir tu propia energía eléctrica para después usarla en tu propia vivienda. En el caso de autoabastecimiento solar, la energía se genera mediante placas solares. En España es la solución más popular en cuanto a energías renovables, puesto que contamos con 300 de 365 de sol, lo que significa una fuente de energía casi constante a lo largo del año. Además de esto, nuestra irradiación solar es muy alta, lo cual implica una capacidad de producción mucho mayor. Hay otros países de Europa como Alemania u Holanda donde el autoconsumo residencial es mucho mayor a España a pesar de tener mucho menos tiempo de Sol. La energía solar térmica que utilizamos en los sistemas de autoconsumo que vamos a desarrollar, consiste en aprovechar la energía que procede del Sol para posteriormente transferir a un portador de calor, ya sea aire o agua. Este aprovechamiento de la energía solar térmica puede ser utilizada para el calentamiento de agua o para la producción de electricidad. Dentro del autoconsumo podemos encontrar diversas clasificaciones, como por ejemplo en función del receptor: podemos hablar de autoconsumo individual o compartido, en caso de que el sistema de autoabastecimiento no dé servicio a una sola vivienda, pudiendo llegar a crearse para una comunidad de vecinos, aunque no son las más utilizadas puesto que es difícil medir el consumo de cada una. En los casos de comunidades de vecinos, se suelo crear sistemas de autoabastecimiento para dar servicio a zonas comunes como pasillos, garajes o piscinas. Otra clasificación en cuanto al modo de autoconsumo:  Sistema autoconsumo instantáneo: es el modelo de autoconsumo que menor inversión inicial requiere. Este consiste en el aprovechamiento de la energía a medida que esta se va generando, por tanto, cuando tenemos un sistema que no tiene una constante las 24 horas del día, los 365 días del año, debemos contar con un sistema de alimentación auxiliar para completar esos momentos que no 57 | P á g i n a disponemos de energía autoabastecida, o habrá momentos en los que no dispongamos de energía eléctrica.  Sistema autoconsumo con acumulación en baterías: es el modelo más adecuado en aquellas instalaciones en las que el consumo predominante de la energía se lleva a cabo fuera del horario de producción solar, de manera que parte o todo el excedente de energía acumulada se almacena en baterías para ser utilizado en cualquier momento. Este excedente de energía, por lo general eléctrica, podrá ser utilizada para cualquier fin en la vivienda. También podemos encontrar otra clasificación en cuanto al modo de autoconsumo:  Sistema autoconsumo aislado: un sistema solar aislado, está conformado por paneles solares, inversor, baterías y regulador solar, de manera que podamos nosotros mismos convertir la energía que obtenemos del sol a la mima tensión que utilizan los aparatos de la vivienda. Este tipo de sistema puede ser de consumo instantáneo o contar con una o varias baterías. A veces las baterías no son suficientes en los períodos de baja producción para abastecer a toda la vivienda, con lo que para mantenernos desconectados de la red eléctrica y disponer siempre de energía eléctrica sin corte, deberemos contar con un generador eléctrico.  Sistema autoconsumo conectado: Este sistema nos permite producir la energía que necesitamos para nuestro uso, y a la vez verter el excedente de la misma a la red eléctrica. Es to se consigue dotando a la instalación de 2 conexiones, una al sistema eléctrico de la vivienda y otra a la red de distribución, es decir, a la compañía eléctrica. De esta manera esto nos permite obtener también un suministro de electricidad cuando nuestro sistema no es capaz de ofrecérnosle con el mecanismo de compensación o balance neto; lo cual, convierte este sistema en una muy buena opción para nuestras viviendas Passivhaus. El sistema de suministro eléctrico con balance neto es un sistema de compensación de cantidad de energía de una manera diferida o instantánea, de manera que los consumidores podrán compatibilizar la producción individual de energía para consumo propio y la demanda. 64 | P á g i n a Este tipo de conexión al combinar las dos anteriores, nos dará como resultado la suma de los voltajes si están conectados en serie; y la suma de las corrientes si están conectados en paralelo. PANELES CONECTADOS EN SERIE Y PARALELO. FUENTE: CPMSOLAR Componentes de un módulo fotovoltaico: La placa fotovoltaica está diseñada acorde con las condiciones climáticas que se dan en el exterior donde serán colocadas y formar asi parte de la ‘’piel’’ del edificio. COMPONENTES PANEL SOLAR FOTOVOLTAICO. FUENTE: AULAFACIL.COM Las células fotovoltaicas son encapsuladas en una resina, y colocada entre dos laminas; siendo la exterior de vidrio, y la posterior de plástico opaco o vidrio (si queremos conseguir un módulo semitransparente). 65 | P á g i n a SECCION DE UN PANEL FOTOVOLTAICO. FUENTE: AULAFACIL.COM Una célula fotovoltaica o célula fotoeléctrica es un dispositivo encargado de convertir la energía incidente en él de la radiación solar en electricidad mediante el efecto fotovoltaico. Este efecto consiste en que los compuestos del material que presenta efecto fotovoltaico son capaces de absorber los fotones de la luz y posteriormente emitir electrones. Cuando estos electrones que se han liberado son capturados, el resultado es una corriente eléctrica que es utilizada como electricidad. PARTES QUE COMPONEN UNA CELULA FOTOVOLTAICA. FUENTE: ECOSOLAR La célula fotovoltaica más habitual es una lámina de silicio cristalino de aproximadamente 0,3 mm de espesor; en el cual, el campo eléctrico se genera por la polarización de dos zonas de la célula, la parte superior de carácter negativo y el resto positivo. Esta diferencia de carga eléctrica del 66 | P á g i n a material es la encargada de empujar los electrones a salir de la célula por la superficie de la capa. La célula está dotada de contactos eléctricos capaces de canalizar la energía que se produce cuando se ilumina y están diseñados en forma ramificada. Las células fotovoltaicas principales que encontramos en el mercado son: TIPOS DE PANELES SOLARES FOTOVOLTAICOS. FUENTE: SOLECTRIC - Células de silicio monocristalino (M-Si). Estas células están formadas por un único cristal de silicio con estructura altamente uniforme, lo cual, garantiza un rendimiento superior al resto de tecnologías y un mayor coste. Estas células suelen presentar una forma cuadrada con esquinas redondeadas. Sus características más destacadas son que cuentan con proceso de calentamiento más lento, aunque su proceso de fabricación es más costoso energéticamente y más largo que el resto de tecnologías. CELULA MONOCRISTALINA. FUENTE: SOLAR-ENERGIA.NET - Células de silicio policristalino (P-Si). Estas células están constituidas por muchos cristales de silicio, el cual, se deja solidificar lentamente en un molde rectangular, obteniendo así un sólido rectangular con muchos cristales. 67 | P á g i n a El rendimiento de este tipo de célula es inferior al anterior, pero su coste económico también inferior los mantiene competitivos en su instalación. CELULA POLICRISTALINA. FUENTE: SOLAR-ENERGIA.NET -Células de película delgada. Estas células se conforman depositando varias capas de material fotovoltaico sobre una base, por tanto, tienen un proceso de fabricación más sencillo, pero también tienen un rendimiento bastante inferior. Estas no se fabrican como células individuales, sino que el depósito de material se hace sobre bandas continuas, de esta manera se crea un panel continuo que no necesita interconexiones interiores como en los casos anteriores. En estos paneles los fotones no chocan con electrones, sino que atraviesan directamente gracias al pequeño grosor lo que nos facilita el sistema de capas superpuestas. Estas células al tener la película delgada son flexibles y tiene menos peso que las anteriores, los cual nos permite usarlas para otras aplicaciones como integrar los sistemas fotovoltaicos en la construcción de acristalamiento fotovoltaicos semitransparentes que podemos colocar en ventanas. La capa protectora final no debería ser un conductor térmico, ya que se debe diseñar la placa para evitar un calentamiento de la célula que reduzca su eficiencia. Las ventajas que nos ofrecen los paneles fotovoltaicos son que, si tienen una buena calidad inicial, su durabilidad es elevada; no tienen problemas de congelación; nos sirven para cualquier tipo de aplicación eléctrica y requieren de un mantenimiento mínimo. Por el contrario, las desventajas que encontramos son una inversión inicial elevada, y además una excesiva oferta del mercado aun con calidades muy dispares. Las bombas de calor aerotérmicas y geotérmicas sin duda han demostrado ser fiables y con elevado rendimiento; especialmente los conseguidos por las bombas de calor 68 | P á g i n a geotérmicas, que se está afianzando como sistema más eficiente para la producción de calefacción, refrigeración y ACS. De esta forma si integramos las dos tecnologías: sistemas fotovoltaicos con bombas de calor aerotérmicas o geotérmicas, estamos consiguiendo instalaciones muy eficientes para conseguir el objetivo ecológico y sostenible de conseguir viviendas autosuficientes. SISTEMA DE AUTOABASTECIMIENTO TÉRMICO Un sistema de autoabastecimiento térmico se basa en aprovechar la radiación solar para convertirla en energía calorífica, que almacenaremos en un fluido. De esta forma, podemos entender como la energía solar térmica funciona de manera similar a la eléctrica, solo que, en vez de producir electricidad, produce calor. El calor que se capta con ayuda de las placas solares térmicas es utilizado para: agua caliente sanitaria, calefacción y climatización de piscinas. ESQUEMA DE PRINCIPIO PANELES SOLARES TÉRMICOS PARA ACS. FUENTE: CENITSOLAR Los paneles solares se denominan colectores, pues su función en recoger la energía que produce el sol. De estos colectores, que normalmente se colocan en tejados o en otros lugares donde reciban luz directa del sol, en el interior de estos circula un fluido calo-portador que será el encargado de captar la energía que se acumulara en el depósito acumulador. En este depósito almacenamos la energía en forma de agua caliente para posteriormente distribuirla y usarla, en los momentos de poca radiación solar. Cuando la energía en forma de calor se almacena en el acumulador, el calor se va distribuyendo a medida que se sucede la demanda, de esta manera se adapta al uso 69 | P á g i n a en cada momento del usuario. Este intercambio se produce gracias a la entrada de AFS al sistema, la cual va directa a un intercambiador de calor encargado de transmitir el calor del fluido de los captadores con anticongelante al agua sanitaria del acumulador sin que estos líquidos se mezclen. Este intercambiador de calor cuenta con entrada y salida para agua fría y caliente, y además con una capa de material aislante de manera que evitemos las pérdidas de calor y posibles humedades. El circuito también cuenta con bombas de circulación, las cuales son accionadas por un motor eléctrico, que favorecen el transporte del fluido a lo largo de todo el circuito. También tenemos como elemento auxiliar el vaso de expansión encargado de absorber las dilataciones del fluido del circuito cerrado que se hayan producido por las variaciones de temperatura. (*) PANEL SOLAR TÉRMICO El panel solar térmico cuenta en su interior con tubos por los que circula el fluido calo-portador (dependiendo del modelo de panel, puede tener en el interior agua, agua con anticongelante, alcohol…) y cuando la luz solar incide sobre él, el líquido que contiene en su interior se calienta y transmite ese calor a un depósito o intercambiador. Los paneles solares que producen agua caliente a través de la energía térmica los encontramos de dos tipos: TIPOS DE PANELES SOLARES TÉRMICOS. FUENTE: INARQUIA - Captador solar plano, el cual, está conformado por una serie de tubos de vidrio dentro del panel, son los más comunes. Este tipo de captador puede ser una buena opción relación efectividad / coste en climas 70 | P á g i n a moderados en los que el riesgo de congelación sea bajo, de manera que el rendimiento sea el máximo. Este tipo de colector se puede dividir en dos tipos en función de la configuración del absorbedor:  Configuración en paralelo tipo ‘’parrilla’’ Esta configuración favorece la estratificación de la temperatura del colector con mayor volumen de circulación de agua por el interior del captador y obtener así un buen rendimiento con un salto termodinámico de aproximadamente 10ºC  Configuración en serie tipo ‘’serpentín’’ Esta configuración está formada por un único circuito continuo que cuenta con menos volumen de agua de circulación que el anterior per con un salto térmico mayor, lo cual consigue también un buen rendimiento. El captador plano funciona gracias a aplicar diferentes principios físicos en un solo elemento: El absorbedor que tiene el panel es un cuerpo negro, con lo cual la radiación solar incidente es parcialmente absorbida, y el resto lo refleja o lo atraviesa; de esta manera los absorbedores suelen ser de color oscuro para aprovechar al máximo la radiación solar. El efecto invernadero que se genera en cuerpos transparentes de longitudes de onda específicas, y dado que la radiación solar está comprendida en esas longitudes, esta solo puede atravesar un vidrio, por lo que una vez en el absorbedor, este se calienta y emite unas radiaciones de longitud de onda superior para las que el vidrio es opaco. A parte del vidrio hay otros plásticos, como el policarbonato que tiene un comportamiento similar al vidrio. El aislamiento, los colectores solares se encuentra aislados en conjunto respecto al exterior. De esta manera tras comprender los principios que componen el captador, podemos conocer los elementos: 71 | P á g i n a SECCION DE UN COLECTOR DE PLACA PLANA. FUENTE: CERTIFICACIONENERGETICA.INFO 1.Cubierta transparente que aísla el colector de las condiciones del ambiente exterior, aunque dejando pasar la radiación solar, provocando el efecto invernadero. Normalmente una lámina de vidrio templado. 2.Absorbedor, que intercepta la radiación solar y la transforma en energía térmica. Está formado por una lámina metálica (normalmente de cobre) que se oscurece con una fina película de pintura negra calórica, y una parrilla de conducciones encargada de circular el fluido calo-portador. 3.Aislamiento para evitar pérdidas del interior del captador hacia el exterior, formado normalmente por planchas de espuma sintética ubicadas en laterales y parte posterior del panel. 4.Carcasa encargada de alojar el resto de componentes, normalmente cierre de perfilado de aluminio que garantice la resistencia del conjunto. - Captador de tubos de vacío, son una tecnología bastante superior al captador plano, los cuales, están diseñados para minimizar las pérdidas de calor hacia el exterior de manera que obtengamos un rendimiento superior, aunque son más caros. El colector solar de tubos de vacío está formado por un conjunto de tubos cilíndricos; estos tubos están formados a su vez por un absorbedor selectivo que se encuentra sobre un asentamiento reflector y rodeado de un cilindro de vidrio transparente. El vacío le encontramos entre el tubo absorbedor y el vidrio transparente, esto nos favorece en evitar las posibles pérdidas por conducción y convección lo cual consigue que se alcancen hasta 100ºC de temperatura, y por tanto mayor aprovechamiento de la radiación. 72 | P á g i n a Dentro de los captadores de tubos de vacío podemos encontrar dos subtipos, en función de la técnica de transmisión de calor del tubo de vacío al primario:  Colectores solares de vacío con fluido directo: estos colectores cuentan con un captador principal del circuito primario en la parte de arriba del captador, donde se conecta cada tubo mediante un circuito de ida y otro de vuelta. Por este circuito recorre el fluido del circuito primario que aumentara su temperatura durante el recorrido.  Colectores de vacío heat pipe : este sistema también cuenta con un colector solar principal en la parte de arriba del circuito primario. Aunque en este caso, el tubo de vacío también cuenta con un tubo de cobre central sellado con una mezcla alcohólica en su interior. Este tipo es conectado en el absorbedor del captador mediante una pipeta condensadora, la cual tiene la función de elemento transmisor del calor al circuito primario. la radiación solar consigue calentar el absorbedor y evaporar la mezcla alcohólica del interior, de manera que esta sube hasta el condensador. En este punto se produce la cesión de calor al circuito primario y se condensa la mezcla alcohólica que vuelve a la parte inferior. ESQUEMA COLECTOR DE VACIO HEAT PIPE. FUENTE: SOLEPANEL Estos colectores de vacío, obtienen un rendimiento térmico más alto que los colectores solares de placa plana en invierno debido al buen aislamiento que tienen. Las temperaturas que pueden alcanzar el líquido que encontramos en el interior de los paneles, es muy superior a la temperatura ambiente en la que 73 | P á g i n a se encuentran, los cual favorece para conseguir agua caliente sanitaria incluso en los dais más fríos con un mínimo de radiación solar. Las ventajas que tienen los paneles solares térmicos son que pueden aprovechar hasta un 70% de la energía solar que los incide; cuentan con una tecnología muy sencilla lo cual los hace excelente para calentar agua; y además tiene una fácil instalación y un mantenimiento mínimo. Mientras que tienen varias desventajas como es que en los meses más fríos pueden tener problemas de congelación; tienen aplicaciones muy limitadas puesto que solo pueden calentar agua; y tienen una menor durabilidad que los paneles fotovoltaicos. A parte de los paneles solares fotovoltaicos y paneles solares híbridos, también existe otra tecnología, que son los paneles solares híbridos los cuales producen electricidad y agua caliente. PANEL SOLAR HÍBRIDO R-VOLT DE SYSTOVI. IMAGEN: ARCHIEXPO Esta solución en el futuro puede ser una muy buena solución para mejorar los sistemas de autoconsumo, pero aún se cuenta con muy pocas empresas investigando esta tecnología. 80 | P á g i n a Podemos englobar en este apartado todos los elementos encargados de independizar estancias y los equipos de mezcla y bombeo. Según el RITE, las estancias deben estar independizadas mediante termostatos y cabezales electro térmicos que abran o cierren el paso de agua en el circuito, estos se disponen en el colector. En algunas ocasiones podemos independizar plantas o zonas enteras mediante válvulas de zonas. En cuanto a los equipos de mezcla y bombeo los más sencillos son los que establecen una temperatura de impulsión fija mediante una mezcladora mientras que el equipo climático impulsa el agua a temperatura variable. 9. Mortero. El mortero es el componente final, encargado de emitir el calor del suelo radiante. Antes de verter este, debemos realizar la prueba de presión establecida según la norma UNE EN 1624 para comprobar que no existen fugas antes de proceder a tapar los circuitos. Son muchas las ventajas que nos llevan a decantarnos por suelo radiante frente a otros tipos de ventilación como son: - Se trata de un sistema económico frente a otros sistemas de calefacción, con un funcionamiento del mismo continuo (no indicado este parámetro para uso ocasional) - El sistema de suelo radiante es un sistema saludable gracias a su funcionamiento a baja temperatura el gradiente de temperatura en la estancia es pequeño lo cual evita que el aire cree corrientes que resequen el ambiente, provoquen el movimiento de polvo y microorganismos (ácaros) en el ambiente; de manera que obtenemos un entorno higiénico y saludable. Por estos motivos es el único sistema recomendado por la Organización Mundial de la Salud (OMS). - Es un sistema invisible lo cual nos evita elementos invasivos, y a la vez disminuye el riesgo de quemaduras de los radiadores y la suciedad en la pared que estos generan. - Es un sistema que se ajusta de una manera muy adecuada al perfil óptimo de temperaturas humano - Es un sistema fácilmente integrable con cualquier tipo de acabado, aunque haya unos preferibles por cuestiones de rendimiento. - Nos proporciona una temperatura uniforme gracias a ser el suelo el encargado de producir la irradiación, y al ser un sistema de intercambio de calor por radiación, y no ser necesario ningún fluido, también podemos hablar de un sistema altamente eficiente. - Además de las anteriores, como bien explicábamos en el apartado de partes que comportan el sistema; podemos entender como el conjunto de plancha aislante y mortero de cemento se comportan como un suelo flotante, aumentando así el aislamiento del espacio tanto térmico, como para el cumplimiento de las exigencias de aislamiento a ruido. 81 | P á g i n a 2.4 APLACACIÓN DEL ESTÁNDAR PASSIVHAUS EN EDIFICIO RESIDENCIAL PÚBLICO: RESIDENCIA EN CAMARZANA DE TERA Información técnica y descripción del edificio Arquitectos: CSO Arquitectura Ubicación: C/Carretera, 127 Camarzana de Tera, Zamora 49332 Año: 2019 Tipología: Hospitalaria - geriátrica Superficie construida: 791,77 m2 Superficie útil: 540 m2 El proyecto realizado en CSO Arquitectura que cuenta con la certificación Passivhaus nace de la necesidad de ampliar la residencia de ancianos realizada en 2005 por los mismos arquitectos en el municipio de Camarzana de Tera, Zamora. ESTADO PREVIO DE LA PARCELA CON LA RESIDENCIA PRIMITIVA. FUENTE: GOOGLE EARTH En el diseño de la primera residencia los arquitectos ya empezaron a tener en cuenta algunos paramentos sostenibles a la hora de proyectar el edificio como la realización de una cubierta verde, la colocación de placas solares fotovoltaicas y un sobreaislamiento térmico. Por tanto, partiendo de esta base, en la ampliación los arquitectos decidieron dar un paso más hacia la sostenibilidad y diseñar el proyecto con los parámetros definidos para conseguir la certificación Passivhaus, siendo así el primer edificio hospitalario-geriátrico en conseguirlo. Para poder afrontar las decisiones oportunas, el primer punto en el que debían enfocarse es en la localización, y por tanto en el clima de esta zona, el cual, está caracterizado por tener unos veranos muy fríos y nublados (pudiendo llegar a alcanzar los -4ºC) y unos veranos cortos pero calurosos y secos (pudiendo llegar a 34ºC). Por lo general la temperatura media durante el año suele variar entre 0ºC y 29ºC, lo cual deja una horquilla muy amplia de variación. Una vez que hemos estudiado las condiciones climatológicas del municipio en el que nos encontramos, tanto de variación de temperatura, de soleamiento, de orientación, de pluviometrías; nos encontramos en situación de decidir cuál es la 82 | P á g i n a mejor orientación del mismo. Como la parcela lo permitía, y podíamos ajustar el diseño a ello se procuró orientar el edificio a sur, de esta manera podemos obtener altas ganancias térmicas en invierno, y además se puede plantear el uso de placas solares hacia esta misma orientación. Otro punto a tener en cuenta en el diseño es la búsqueda de la ampliación como una continuación de la residencia original, y por tanto debían conseguir un edificio que pudiera dialogar con el original. Esto llevo a plantear un edificio peine, el cual mantiene su continuidad en el lado opuesto de la parcela, mientras que los patios se abren hacia el edificio existente creando así una relación visual y de conexión; siendo la posición de los patios sometida también a estudio. De esta manera el edificio aparece como un zócalo semienterrado de la residencia original y se funde al jardín en la imagen que vemos en el acceso a la parcela. Esta decisión tomada en relación a las existencias, genera problemas en la búsqueda de la certificación Passivhaus puesto que el factor de forma (relación volumen-superficie) del edificio no es el idóneo, ya que tiene muchos metros lineales de fachada con respecto al volumen del edificio. ESTADO ACTUAL DE LA PARCELA CON LA RESIDENCIA ORIGINAL Y LA AMPLIACIÓN. FUENTE: HOSPITECNIA. AUTOR: DAVID FRUTOS 83 | P á g i n a Como podemos apreciar en la imagen anterior, el proyecto transforma la parcela en dos planos vegetales, el superior el cual une el acceso a la parcela con la cubierta ajardinada y transitable del nuevo edificio y el inferior, cuya función es unir los patios del nuevo proyecto con el volumen inicial. COMPOSICIÓN IDEA DE PROYECTO. FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA El nuevo edificio se subdivide en bandas transversales mono programáticas atadas por un pasillo longitudinal. La primera banda que se aprecia desde la entrada seria la del invernadero, la cual conecta directamente con la banda de comedor y zona común, dando un gran servicio a esta. Además de esta, cuenta con otras dos bandas paralelas correspondientes a la zona de noche, contando con 6 habitaciones en cada una de ellas. 84 | P á g i n a PLANTA ESQUEMÁTICA DE DISTRIBUCION DEL EDIFICIO. FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA Por otro lado, el diseño de este edifico tampoco fue sencillo en cuanto a su distribución, puesto que debía responder a las exigencias de la normativa de Castilla y León de manera que se medicalizara la arquitectura. De esta forma se debían de unificar diseño y la creación de unidades de convivencia para los ancianos. Estas unidades de convivencia debían contar con un número concreto de habitaciones que se pudieran entender como ‘’hogares’’ independientes, pero a la vez todas debían estar unidas de una manera accesible e inmediata, y contar con zonas comunes de relación. Esa sensación de hogar se buscó mediante el diseño utilizando la madera para los acabados, provocando así una sensación de calidez y de espacios acogedores. UNIDAD DE HABITACIÓN. FUENTE: HOSPITECNIA. AUTOR: DAVID FRUTOS 85 | P á g i n a Estas unidades de habitación pese a pertenecer a una residencia, se diseñaron con baño propio y pequeño salón donde poder recibir a familiares y amigos manteniendo así la privacidad del usuario, o conectando estas unidades entre si y creando espacios comunes donde los usuarios se pueden relacionar. ZONA DE DÍA Y PASILLO QUE CONECTA CON ZONAS DE NOCHE. FUENTE: HOSPITECNIA AUTOR: DAVID FRUTOS En todo el edificio, otro factor a tener en cuenta es la accesibilidad, puesto que el edificio es una residencia pensada para personas de edad avanzada, las cuales, en algunos casos cuentan con movilidad reducida. De esta manera y pensando también en una fácil evacuación en caso de incendio con salía a un sitio seguro, todas las habitaciones cuentan con salida directa al exterior, y todas las zonas comunes cuentan con varias salidas que también lo favorecen. Además de estas salidas, también cuentan con accesibilidad todos los pasillos que conectan el edificio y los baños privados. La continuidad de pavimento interiorexterior en los porches además de formar parte del diseño y la imagen del edificio, favorece la accesibilidad y el movimiento entre las diversas zonas. Una vez hemos entendido la distribución de edificio y su utilización podemos entender cómo pese a las pérdidas que se puedan ocasionar por este factor de forma que nos deja gran cantidad de metros de fachada, debemos tener en cuenta todas las ventajas que nos proporciona el diseño en función de la orientación del edificio. Podemos apreciar como los patios se crean con una orientación a sur, y hacia esta orientación vuelcan grandes cristaleras de las habitaciones que nos permiten recibir una gran cantidad de energía solar en invierno, mientras que el porche que actúa de zona semi-privada nos conecta patio y habitación, nos protege de las ganancias 86 | P á g i n a solares en las épocas de mayor calor. Por el contrario, en la orientación norte de estas bandas pertenecientes a la zona nocturna, lo que se disponen son los pasillos que conectan todas las habitaciones, además, se crea una línea de almacenamiento en la parte contigua a la cara exterior norte que además de proporcionar un gran servicio de almacenamiento, nos amortigua las variaciones de temperatura. PATIO Y PORCHES DE LA ZONA NOCTURNA. FUENTE: HOSPITECNIA. AUTOR: DAVID FRUTOS En la banda diurna, la estrategia de diseño es otra, mantenemos la fachada acristalada con salida al patio comun en la orientacion sur, aunque en la orientacion norte en este caso se crea un invernadero que nos proporciona varias funciones: un patio cubierto que poder usar todo el año, una zona muy optima para el crecimiento de muchas plantas los cual nos proporciona una actividad para los usuarios, atempera el aire exterior de manera que la zona de dia tambien puede contar con una cristalera a norte que le produzca muy buena iluminacion y por ultimo en verano nos permite crear una ventilacion cruzada que junto con los sistemas mecanicos nos permita conseguir una temperatura adecuada de confort. 87 | P á g i n a ZONA INVERNADERO. FUENTE: HOSPITECNIA. AUTOR: DAVID FRUTOS Como estamos observando, este edificio no solo cuenta con muchos metros lineales de fachada, sino que gran parte de esta se encuentra acristalada. Aunque la mayoria de vidrios de las fachadas tienen orientacion sur y este, se debió tener en cuenta que los cerificados Passivhaus no permiten colocar carpinterias exteriores correderas, ya que estas no nos permiten un sellado totalmente hermético y tendriamos perdidas por filtraciones de aire incontroladas, por lo que en el diseño se tuvo que optar por una continuidad del pavimento exterior-interior y colocacion de puertas batientes acristalas congrandes ventanales fijos. 88 | P á g i n a ZONA DE DÍA CON CRISTALERA A NORTE Y SUR. FUENTE: HOSPITECNIA. AUTOR: DAVID FRUTOS En lo referente a la construccion, los arquitectos procuraron buscar la manera de disminuir la huella ecológica del edificio, de esta manera optaron por una solucion constructiva basada en un sistema prefabricado de estructura de entramado ligero de madera de abeto que se realizaba en un taller de Barcelona. Este sistema elaborado inicialmente en Barcelona, se traslada, panelizado, en camiones a Zamora, y se remata montandolo en obra Utilizando esta manera de construccion se busca ahorrar tiempo, costes, una mejora en el comportamiento del edificio, y por supuesto disminuir su huella ecologica. Al realizar toda la estructura de madera, se consigue una ausencia de puentes térmicos en diferentes puntos del edificio. COLOCACIÓN PREFABRICADOS DE MADERA EN OBRA. FUENTE: CSO ARQUITECTOS 89 | P á g i n a En las zonas de la envolvente opacas, el edificio cuenta con una fachada ventilada con acabado exterior de policarbonato celular con aislamiento de 20 cm de lana de roca; lo cual al ser zonas orientadas a norte nos favorece al confort. De esta manera, el sobreaislamiento del edificio, las carpinterias de madera de vidrio triple y la cubierta ajardinada, nos mejoran en gran forma los datos de transmitancia térmica de la envolvente. Ademas de todo, el edificio no solo tiene en cuenta el diseño y la funcionalidad, sino que se concibe como una maquina energetica que no solo nos permita conseguir el maximo ahorro posible, sino lograr a trave de uss estrategias mejorar la calidad del aire que encontramos en su interior, una temperatura de control optima para el uso, un control adecuado del soleamiento,etc. Incluso este edificio que consideramos maquina energética, no solo es capaz de abastecerse energéticamente a si mismo, sino que tiene una sobreproduccion energetica que es dervada al edificio original, aunque esto lo entenderemos mas adelante cuando entendamos los sistemas energeticos con los que cuenta el edificio. 96 | P á g i n a (*) Elaboración propia del certificado PHPP: 1. CLIMA El primer paso para realizar los cálculos de phpp consiste en la elección del clima en el que se encuentra nuestro edifico, por tanto, debemos seleccionar la zona climática en la que nos encontramos, y en función de la misma el programa no aportara los datos automáticamente necesarios en función del clima. Observando la tabla que encontramos en el Anejo B del DB HE CTE, podemos conocer la zona climática de nuestro emplazamiento en función de su provincia y su altitud respecto al nivel del mar. En nuestro caso, ya que nos encontramos en la provincia de Zamora y a una altitud de 735m, podemos deducir que nos encontramos en la Zona Climática D2. FUENTE: CTE 97 | P á g i n a 2.VALORES-U En este apartado nos centraremos en la descripción de la composición de los diferentes elementos constructivos que componen el edificio y además calcularemos su transmitancia térmica. Para conocer la conductividad térmica de los diferentes elementos que constituyen el edificio, se ha recurrido a la ficha técnica de los elementos cuyas marcas comerciales eran conocidas, y a los valores definidos por el CTE para aquellos que no. El primer valor a definir es la transmitancia térmica superficial de los diversos cerramientos en contacto con el aire exterior, y para ello recurrimos a los valores marcados en el CTE. FUENTE: CTE En el caso de los aislantes, elemento más importante para satisfacer los criterios Passivhaus referentes a energía, utilizados tanto en fachada como en cubierta y solera, tenemos información de los arquitectos de que son: - XPS SL, EFYIOS en diferentes espesores, utilizada en cubierta y forjado planta baja, cuya transmitancia es U=0.036 FICHA TÉCNICA XPS SL. FUENTE: EFYOS 98 | P á g i n a - Lana de roca Ultracoustic R, KANAUF, utilizada en cubierta y fachada, cuya transmitancia es U=0.037 FICHA TÉCNICA ULTRACOUSTIC R. FUENTE: KNAUF INSULATION El resto de superficies que componen los diversos elementos constructivos serian: FACHADA: - Policarbonato VIROC FICHA TÉCNICA POLICARBONATO. FUENTE: VIROC - Cámara de instalaciones, de acuerdo con el CTE FUENTE: CTE 99 | P á g i n a - Lamina impermeable Rothoblass FICHA TÉCNICA LAMINA IMPERMEABLE TRASPIR 110. FUENTE: ROTHOBLASS - Trasdosado PLACO BA 15 FICHA TÉCNICA PLACO BA 15. FUENTE: PLACO SAINT-GOBAIN CUBIERTA: - Tierra vegetal FUENTE: CTE - Grava FUENTE: CTE 100 | P á g i n a - Membrana PVC Palau FICHA TÉCNICA MEMBRANA PVC. FUENTE: PALAU - Lamina impermeable Renolit Alkorplan A FICHA TÉCNICA LAMINA IMPERMEABLE PVC ALKORPLAN A. FUENTE: RENOLIT 101 | P á g i n a SOLERA: - Hormigón pulido FUENTE: CTE - Recrecido mortero FUENTE: CTE - Solera hormigón armado FUENTE: CTE Recopilando todos estos datos en los elementos correspondientes, obtenemos las transmitancias térmicas totales. 102 | P á g i n a En los valores de transmitancia en la fachada, al realizar los cálculos he encontrado discrepancia con el valor original aportado por los arquitectos (U= 19,5W/m2K), pese a que el elemento más influyente en este cálculo es el aislamiento, y si era conocedora del material y la marca comercial exacta. 103 | P á g i n a 104 | P á g i n a GRÁFICOS EXTRAIDOS DE LA CERTIFICACIÓN PHPP. TRANSMITANCIA TÉRMICA POR ELEMENTO CONSTRUCTIVO. FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA 3.SUPERFICIES En este apartado nos centraremos en introducir las diversas superficies que encontramos en el proyecto, las medidas de las mismas, el grupo al que pertenecen y el elemento constructivo que las conforma. Además de esto deberemos incluir la inclinación de la superficie con respecto al norte y a la horizontal. PLANTA DE CUBIERTA ORIENTADA A NORTE. FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA 105 | P á g i n a Además de las superficies en sí, también determinaremos los puentes térmicos para poder definir las pérdidas generadas, centrándonos en el caso de nuestro edificio en los encuentros de la fachada con la solera y la cubierta. 4.TERRENO En esta ocasión nos centraremos en las características del terreno en el que se encuentra nuestro edificio, y el tipo de losa de solera que tenemos en contacto con el terreno. GRÁFICO EXTRAIDO DE LA CERTIFICACIÓN PHPP. FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA 5.COMPONENTES Los componentes que encontramos en nuestro proyecto son: -Acristalamiento: en el acristalamiento de todo el proyecto se utiliza un vidrio triple de Saint Gobain, el cual, cuenta con la certificación Passivhaus. GRÁFICO EXTRAIDO DE LA CERTIFICACIÓN PHPP. FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA -Marcos de ventana: los marcos de la ventana aún no están certificados por el Passivhaus Institut, asique los añadiremos de forma manual ya que sabemos que se trata de la carpintería de madera ROI Elite 92 fijos y abatibles Uf=1.21W/m2K. En los datos referentes al marco, además de la transmitancia y los espesores, también debemos especificar los valores de puente térmico tanto del borde del vidrio como de la instalación, para poder realizar posteriormente el cálculo. -Aparatos de ventilación con recuperador de calor: como recuperador de calor tenemos el aparato ComfoAir 350 de Zehnder, el cual esta certificado por Passivhaus. GRÁFICO EXTRAIDO DE LA CERTIFICACIÓN PHPP. FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA -Aparato de aerotermia: Mitsubishi Electric 112 | P á g i n a - https://e-ficiencia.com/residencia-de-ancianos-passivhaus-zamora/ - https://www.geriatricarea.com/2019/12/17/la-residencia-mv-geriatria-es-elprimer-centro-geriatrico-certificado-por-passivhaus-en-espana/ 113 | P á g i n a 5. ANEXOS: DOCUMENTACIÓN GRÁFICA DEL EDIFICIO Y PHPP_Cumplimiento certificado Passivhaus. FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA Planificación Passivhaus: D A T O S C L I M Á T I C O S Edificio: RESIDENCIA DE ANCIANOS EN CAMARZANA DE TERA Transferencia método anual (Calef. anual) Clima de referencia [ES] - Valladolid, Valladolid D2 CalDías 182 d/a Gt 60 kKh/a Datos mensuales: [ES] - Valladolid, Valladolid D2 Norte 128 kWh/(m²a) Región: España Datos anuales: Este 288 kWh/(m²a) Utilizar Datos climát. anuales no Sur 566 kWh/(m²a) Conjunto de datos climáticos: [ES] - Valladolid, Valladolid D2 Resultados: Oeste 289 kWh/(m²a) Demanda de calefacción 12,5 kWh/(m²a) Horizontal 482 kWh/(m²a) Estación meteorológica (altitud): 816,7 m Carga de calefacción 10,4 W/m² Ubicación del edificio (altitud): 735 m Energía primaria kWh/(m²a) Mes 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Carga de calefacción Carga de refrigeración Días 31 28 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31 Sit. met.1 Sit. met. 2 Sit. met.1 Parámetros para el cálculo de las temperaturas del terreno en el PHPP. [ES] - Valladolid, Valladolid D2 Latitud ° 41,6 Longitud ° -4,8 Altitud (m) 817 Fluctuación diaria temperatura en verano (K) 10,0 Datos radiación: kWh/(m²mes) Radiación: W/m² Radiación: W/m² Cambio mensual de fases Temp. ext. 3,2 4,7 8,4 10,8 15,6 20,7 23,3 23,0 19,1 13,7 7,8 4,5 0,8 4,2 29,4 0,60 Norte 17 21 30 37 46 51 49 39 31 24 17 15 20 12 91 Amortiguación Este 35 48 74 85 100 111 116 105 82 55 37 31 44 13 195 -0,31 Sur 86 104 124 103 95 91 101 116 124 107 89 80 123 19 188 Profundidad m Oeste 35 48 75 85 100 112 116 106 82 55 37 31 49 14 195 1,00 Global 56 79 126 152 187 209 217 189 141 91 60 49 78 26 348 [ES] - Albacete, Albacete D3 Punto de Rocio 2,8 1,8 2,9 4,8 6,8 8,5 8,8 9,8 9,2 7,6 5,5 3,4 12,8 1,00 Temperatura del cielo -6,5 -5,5 -4,2 -1,6 1,1 5,6 7,8 7,8 6,2 1,3 -3,3 -5,4 8,9 Temperatura terreno 12,9 11,9 11,8 12,6 15,1 16,9 18,4 19,4 19,5 17,7 16,2 14,4 11,8 11,8 19,5 0 5 10 15 20 25 0 50 100 150 200 250 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 kWh/(m²*mes) Mes Radiación solar + Temperatura ambiente + Punto de rocío Norte Este Sur Oeste Global Temp. ext. Punto de Rocio °C PHPP, Clima Certificacion phpp Residencia Camarzana Planificación Passivhaus: V A L O R - U E L E M E N T O S C O N S T R U C T I V O S Capas en forma de cuña (aislamiento con pendiente) Edificio: RESIDENCIA DE ANCIANOS EN CAMARZANA DE TERA Capas de aire sin ventilar y áticos no calefactados -> Cálculo auxiliar a la derecha Nr. elem. cons. Denominación de elemento constructivo ¿Aislamiento interior? 1FACHADA CON POLICARBONATO Sí Resistencia térmica superficial [m²K/W] interior Rsi : 0,13 exterior Rse : 0,04 Superficie parcial 1 l [W/(mK)] Superficie parcial 2 (opcional) l [W/(mK)] Superficie parcial 3 (opcional) l [W/(mK)] Espesor [mm] 1. POLICARBONATO 0,130 90 2. TABLERO OSB-3 0,130 9 3. KNAUF ULTRACOUSTIC 0,037 200 4. TABLERO OSB-3 0,130 9 5. CAMARA INSTALACIONES 0,220 40 6. LAMINA IMPERMEABILIZANTE 0,300 0,4 7. PLACA YESO LAMINADO 0,250 15 8. PLACA YESO LAMINADO 0,250 15 Porcentaje superficie parcial 1 Porcentaje superficie parcial 2 Porcentaje superficie parcial 3 Total 100% 37,8 cm Suplemento al valor-U W/(m²K) Valor-U: 0,149 W/(m²K) Nr. elem. cons. Denominación de elemento constructivo ¿Aislamiento interior? 2FACHADA VENTANALES Sí Resistencia térmica superficial [m²K/W] interior Rsi : 0,13 exterior Rse : 0,04 Superficie parcial 1 l [W/(mK)] Superficie parcial 2 (opcional) l [W/(mK)] Superficie parcial 3 (opcional) l [W/(mK)] Espesor [mm] 1. TABLERO OSB-3 0,130 9 2. KNAUF ULTRACOUSTIC 0,037 200 3. TABLERO OSB-3 0,130 9 4. CAMARA INSTALACIONES 0,220 40 5. LAMINA IMPERMEABILIZANTE 0,300 0,4 6. PLACA YESO LAMINADO 0,250 15 7. PLACA YESO LAMINADO 0,250 15 8. Porcentaje superficie parcial 1 Porcentaje superficie parcial 2 Porcentaje superficie parcial 3 Total 100% 28,8 cm Suplemento al valor-U W/(m²K) Valor-U: 0,166 W/(m²K) Nr. elem. cons. Denominación de elemento constructivo ¿Aislamiento interior? 3FACHADA OESTE MURO HORMIGON No Resistencia térmica superficial [m²K/W] interior Rsi : 0,13 exterior Rse : 0,04 Superficie parcial 1 l [W/(mK)] Superficie parcial 2 (opcional) l [W/(mK)] Superficie parcial 3 (opcional) l [W/(mK)] Espesor [mm] 1. MURO HORMIGON 2,500 300 2. LAMINA IMPERMEABILIZACION 0,300 0,4 3. AISLANTE PYL 0,032 80 4. TRASDOSADO PYL 0,250 12,5 5. 6. 7. 8. Porcentaje superficie parcial 1 Porcentaje superficie parcial 2 Porcentaje superficie parcial 2 Total 100% 39,3 cm Suplemento al valor-U W/(m²K) Valor-U: 0,352 W/(m²K) PHPP, Valores-U Certificacion phpp Residencia Camarzana Planificación Passivhaus: V A L O R - U E L E M E N T O S C O N S T R U C T I V O S Nr. elem. cons. Denominación de elemento constructivo ¿Aislamiento interior? 4MEDIANERA MURO DE CARGA-ESTE Sí Resistencia térmica superficial [m²K/W] interior Rsi : 0,13 exterior Rse : 0,04 Superficie parcial 1 l [W/(mK)] Superficie parcial 2 (opcional) l [W/(mK)] Superficie parcial 3 (opcional) l [W/(mK)] Espesor [mm] 1. MURO HORMIGON 2,500 250 2. LAMINA IMPERMEABILIZACION 0,300 0,4 3. AISLANTE PYL 0,032 80 4. TRASDOSADO PYL 0,250 12,5 5. 6. 7. 8. Porcentaje superficie parcial 1 Porcentaje superficie parcial 2 Porcentaje superficie parcial 3 Total 100% 34,3 cm Suplemento al valor-U W/(m²K) Valor-U: 0,354 W/(m²K) Nr. elem. cons. Denominación de elemento constructivo ¿Aislamiento interior? 5CUBIERTA VEGETAL Sí Resistencia térmica superficial [m²K/W] interior Rsi : 0,10 exterior Rse : 0,04 Superficie parcial 1 l [W/(mK)] Superficie parcial 2 (opcional) l [W/(mK)] Superficie parcial 3 (opcional) l [W/(mK)] Espesor [mm] 1. TIERRA 0,520 100 2. GRAVA 2,000 50 3. MEMBRANA PVC 0,170 1,2 4. XPS 0,036 100 5. LAMINA IMPERMEABLE PVC 1,5 6. TABLERO OSB-3 0,130 16 7. KNAUF ULTRACOUSTIC 0,037 200 8. TABLERO OSB-3 0,130 9 Porcentaje superficie parcial 1 Porcentaje superficie parcial 2 Porcentaje superficie parcial 3 Total 100% 47,8 cm Suplemento al valor-U W/(m²K) Valor-U: 0,114 W/(m²K) Nr. elem. cons. Denominación de elemento constructivo ¿Aislamiento interior? 6SOLERA/FORJADO PLANTA BAJA Sí Resistencia térmica superficial [m²K/W] interior Rsi : 0,17 exterior Rse : 0,04 Superficie parcial 1 l [W/(mK)] Superficie parcial 2 (opcional) l [W/(mK)] Superficie parcial 3 (opcional) l [W/(mK)] Espesor [mm] 1. HORMIGON PULIDO 2,000 10 2. RECRECIDO MORTERO 1,300 70 3. AISLAMIENTO SUELO RADIANTE 0,033 30 4. XPS 0,036 150 5. SOLERA HORMIGON ARMADO 2,500 100 6. GRAVA 2,000 200 7. 8. Porcentaje superficie parcial 1 Porcentaje superficie parcial 2 Porcentaje superficie parcial 3 Total 100% 56,0 cm Suplemento al valor-U W/(m²K) Valor-U: 0,182 W/(m²K) PHPP, Valores-U Certificacion phpp Residencia Camarzana Planificación Passivhaus: D E T E R M I N A C I Ó N D E S U P E R F I C I E S Edificio: RESIDENCIA DE ANCIANOS EN CAMARZANA DE TERA Dem. calefacción 12 kWh/(m²a) Cuadro resumen Nr. de grupos Grupo de superficies Zona de tempera tura Superficie Unidad Comentario 1SRE (sup. de referencia energética) 546,20 m² Superficie de referencia energética de acuerdo a manual PHPP. 8 meses 2 meses 2Ventanas al norte A28,56 m² Ventanas al norte 0,965 775 0 3Ventanas al este A22,75 m² Los resultados vienen de la hoja 'Ventanas' Ventanas al este 0,980 1473 747 4Ventanas al sur A89,88 m² Las superficies de ventanas se sustraen de las superficies opacas automáticamente Ventanas al sur 0,986 8131 1307 5Ventanas al oeste A2,50 m² que son mostrados en la hoja 'Ventanas. Ventanas al oeste 1,011 280 125 6Ventanas horizontales A0,00 m² Ventanas horizontales 7Puerta exterior A4,75 m² Restar la superficie de la puerta exterior del elemento constructivo correspondiente Puerta exterior 1,840 8Muro ext. - aire ext. A320,44 m² La zona de temperatura "A" es la temperatura exterior Muro ext. - aire ext. 0,218 311 124 9Muro ext. - terreno B0,00 m² La zona de temperatura "B" es el Terreno Muro ext. - terreno 10 Techo / cubierta - Aire ext. A 615,60 m² Techo / cubierta - Aire ext. 0,114 350 362 11 Solera / losa piso / forjado sanitario B615,60 m² Solera / losa piso / forjado sanitario 0,182 12 0,00 m² Las zonas de temperatura "A", "B", "P" y "X" pueden utilizarse; NO puede utilizarse la "I" 13 0,00 m² Las zonas de temperatura "A", "B", "P" y "X" pueden utilizarse; NO puede utilizarse la "I" Factor para X 14 0,00 m² Zona de temperatura "X". El usuario introduce el factor de temperatura ponderado ( 0 < ft < 1): Puentes térmicos - resumen Y [W/(mK)] 15 PTs ambiente exterior A 244,20 mUnidades en metros lineales PTs ambiente exterior 0,044 16 PTs perimetrales en el zócalo P 0,00 mUnidades en metros lineales, la zona de la temperatura "P" corresponde al perímetro (ver hoja de "terreno") PTs perimetrales en el zócalo 17 Puentes térmicos P/ES B0,00 mUnidades en metros lineales Puentes térmicos P/ES 18 Muro divisorio entre viviendas I28,38 m² Sin pérdida de calor, sólo se considera para el cálculo de la carga de calefacción. Muro divisorio entre viviendas 0,354 Total de la envolvente térmica 1700,08 m² Promedio de la envolvente térmica 0,243 Ir a lista de componentes constructivos Introducción de superficies Orden: COMO EN LISTA Nr. de área Denominación elemento constructivo Al grupo Nr. Asignación al grupo Cantidad x ( a [m] xb [m] + Definido por el usuario [m²] - Restado por el usuario [m²] - Sustracción de las ventanas [m²] ) = Superficie [m²] Selección de elemento constructivo / sistema constructivo certificado Valor-U [W/(m²K)] Desviación respecto al norte Ángulo de inclinación respecto a la horizontal Orientación Factor de reducción de sombras total Absorción de la envolvente exterior Emisividad de la envolvente exterior Superficie de referencia energetica 1SRE (sup. de referencia energética) 1x ( x + 546,20 -) = 546,2 Ventanas al Norte 2Ventanas al norte 28,6 De la hoja 'Ventanas' 0,965 Ventanas al Este 3Ventanas al este 22,8 De la hoja 'Ventanas' 0,980 Ventanas al Sur 4Ventanas al sur ¡Rellenar únicamente en la hoja 'Ventanas'! 89,9 De la hoja 'Ventanas' 0,986 Ventanas al Oeste 5Ventanas al oeste 2,5 De la hoja 'Ventanas' 1,011 Ventanas horizontales 6Ventanas horizontales 0,0 De la hoja 'Ventanas' 0,000 Puerta exterior 7Puerta exterior 1x ( x + 4,75 -) - =4,8 Valor-U puerta exterior 1,84 1FACHADA SUR DORMITORIOS A 8Muro ext. - aire ext. 1x ( 19,75 x2,50 + - ) - 33,7 =15,7 02ud FACHADA VENTANALES 0,166 152 90 Sur 0,70 0,70 0,90 2FACHADA NORTE DORMITORIOS A 8Muro ext. - aire ext. 1x ( 17,25 x2,50 + - ) - 0,0 =43,1 01ud FACHADA CON POLICARBONATO 0,149 28 90 Norte 0,00 0,40 0,90 3FACHADA ESTE DORMITORIO A 8Muro ext. - aire ext. 1x ( 10,85 x2,50 + - ) - 3,4 =23,8 01ud FACHADA CON POLICARBONATO 0,149 62 90 Este 0,60 0,40 0,90 4FACHADA ESTE PASILLO AB 8Muro ext. - aire ext. 1x ( 3,65 x2,50 + - ) - 9,0 =0,1 01ud FACHADA CON POLICARBONATO 0,149 62 90 Este 0,60 0,40 0,90 5FACHADA SUR DORMITORIO B 8Muro ext. - aire ext. 1x ( 17,25 x2,50 + - ) - 29,4 =13,7 02ud FACHADA VENTANALES 0,166 152 90 Sur 0,70 0,70 0,90 6FACHADA NORTE DORMITORIO B 8Muro ext. - aire ext. 1x ( 17,25 x2,50 + - ) - 0,0 =43,1 01ud FACHADA CON POLICARBONATO 0,149 28 90 Norte 0,00 0,40 0,90 7FACHADA ESTE DORMITORIO B 8Muro ext. - aire ext. 1x ( 10,85 x2,50 + - ) - 3,4 =23,8 01ud FACHADA CON POLICARBONATO 0,149 62 90 Este 0,60 0,40 0,90 8FACHADA ESTE PASILLO BE 8Muro ext. - aire ext. 1x ( 8,95 x2,50 + - ) - 7,0 =15,4 01ud FACHADA CON POLICARBONATO 0,149 62 90 Este 0,60 0,70 0,90 9FACAHDA SUR ESTAR 8Muro ext. - aire ext. 1x ( 5,00 x2,50 + - ) - 0,0 =12,5 01ud FACHADA CON POLICARBONATO 0,149 152 90 Sur 1,00 0,40 0,90 10 FACHADA SUR ESTAR VENTANALES 8Muro ext. - aire ext. 1x ( 13,45 x2,50 + - ) - 26,8 =6,8 02ud FACHADA VENTANALES 0,166 152 90 Sur 0,70 0,70 0,90 11 FACHADA NORTE ESTAR 8Muro ext. - aire ext. 1x ( 15,05 x2,50 + - ) - 28,6 =9,1 02ud FACHADA VENTANALES 0,166 28 90 Norte 0,00 0,70 0,90 12 FACHADA OESTE ESTAR 8Muro ext. - aire ext. 1x ( 4,35 x2,50 + - ) - 2,5 =8,4 01ud FACHADA CON POLICARBONATO 0,149 245 90 Oeste 0,40 0,40 0,90 13 MEDIANERA ESTE RESIDENCIA ANTIGUA 18 Muro divisorio entre viviendas 1x ( 11,35 x2,50 + - ) - 0,0 =28,4 04ud MEDIANERA MURO DE CARGA-ESTE 0,354 62 90 Este 0,60 0,70 0,90 14 MEDIANERA OESTE (EXTERIOR) 8Muro ext. - aire ext. 1x ( 42,00 x2,50 + - ) - 0,0 =105,0 03ud FACHADA OESTE MURO HORMIGON 0,352 245 90 Oeste 0,40 0,70 0,90 15 SUELO SOBRE TERRENO 11 Solera / losa piso / forjado sanitario 1x ( x + 615,60 -) - 0,0 =615,6 06ud SOLERA/FORJADO PLANTA BAJA 0,182 90 0Hor 0,00 0,70 0,90 16 CUBIERTA PLANA 10 Techo / cubierta - Aire ext. 1x ( x + 615,60 -) - 0,0 =615,6 05ud CUBIERTA VEGETAL 0,114 90 0Hor 1,00 0,50 0,90 17 x ( x + - ) - 0,0 = 18 x ( x + - ) - 0,0 = 19 x ( x + - ) - 0,0 = 20 x ( x + - ) - 0,0 = 21 x ( x + - ) - 0,0 = 22 x ( x + - ) - 0,0 = 23 x ( x + - ) - 0,0 = 24 x ( x + - ) - 0,0 = 25 x ( x + - ) - 0,0 = 26 x ( x + - ) - 0,0 = 27 x ( x + - ) - 0,0 = 28 x ( x + - ) - 0,0 = 29 x ( x + - ) - 0,0 = 30 x ( x + - ) - 0,0 = 31 x ( x + - ) - 0,0 = 32 x ( x + - ) - 0,0 = 33 x ( x + - ) - 0,0 = 34 x ( x + - ) - 0,0 = Valor-U, promedio [W/(m²K)] Resumen de los elementos constructivos Ganancias por radiación periodo de calefacción [kWh/a] Ganancias por radiación periodo de calefacción [kWh/a] PHPP, Superficies Certificacion phpp Residencia Camarzana Planificación Passivhaus: D E T E R M I N A C I Ó N D E S U P E R F I C I E S Edificio: RESIDENCIA DE ANCIANOS EN CAMARZANA DE TERA Dem. calefacción 12 kWh/(m²a) Cuadro resumen Nr. de grupos Grupo de superficies Zona de tempera tura Superficie Unidad Comentario 1SRE (sup. de referencia energética) 546,20 m² Superficie de referencia energética de acuerdo a manual PHPP. 8 meses 2 meses 2Ventanas al norte A28,56 m² Ventanas al norte 0,965 775 0 3Ventanas al este A22,75 m² Los resultados vienen de la hoja 'Ventanas' Ventanas al este 0,980 1473 747 4Ventanas al sur A89,88 m² Las superficies de ventanas se sustraen de las superficies opacas automáticamente Ventanas al sur 0,986 8131 1307 5Ventanas al oeste A2,50 m² que son mostrados en la hoja 'Ventanas. Ventanas al oeste 1,011 280 125 6Ventanas horizontales A0,00 m² Ventanas horizontales 7Puerta exterior A4,75 m² Restar la superficie de la puerta exterior del elemento constructivo correspondiente Puerta exterior 1,840 8Muro ext. - aire ext. A320,44 m² La zona de temperatura "A" es la temperatura exterior Muro ext. - aire ext. 0,218 311 124 9Muro ext. - terreno B0,00 m² La zona de temperatura "B" es el Terreno Muro ext. - terreno 10 Techo / cubierta - Aire ext. A 615,60 m² Techo / cubierta - Aire ext. 0,114 350 362 11 Solera / losa piso / forjado sanitario B615,60 m² Solera / losa piso / forjado sanitario 0,182 12 0,00 m² Las zonas de temperatura "A", "B", "P" y "X" pueden utilizarse; NO puede utilizarse la "I" 13 0,00 m² Las zonas de temperatura "A", "B", "P" y "X" pueden utilizarse; NO puede utilizarse la "I" Factor para X 14 0,00 m² Zona de temperatura "X". El usuario introduce el factor de temperatura ponderado ( 0 < ft < 1): Puentes térmicos - resumen Y [W/(mK)] 15 PTs ambiente exterior A 244,20 mUnidades en metros lineales PTs ambiente exterior 0,044 16 PTs perimetrales en el zócalo P 0,00 mUnidades en metros lineales, la zona de la temperatura "P" corresponde al perímetro (ver hoja de "terreno") PTs perimetrales en el zócalo 17 Puentes térmicos P/ES B0,00 mUnidades en metros lineales Puentes térmicos P/ES 18 Muro divisorio entre viviendas I28,38 m² Sin pérdida de calor, sólo se considera para el cálculo de la carga de calefacción. Muro divisorio entre viviendas 0,354 Total de la envolvente térmica 1700,08 m² Promedio de la envolvente térmica 0,243 Ir a lista de componentes constructivos Valor-U, promedio [W/(m²K)] Resumen de los elementos constructivos Ganancias por radiación periodo de calefacción [kWh/a] Ganancias por radiación periodo de calefacción [kWh/a] Introducción de los Puentes Térmicos (PTs) Herramienta para la conversión de puentes térmicos a medidas exteriores Nr. PTs, determinación de detalle de conexión o de defecto constructivo Número de Grupos Asignación al grupo Canti dad x ( Longitud, determinada por el usuario [m] - Sustracción de longitud, determinada por el usuario [m] )= Longitud l [m] Introducción del coeficiente de pérdida por PT W/(mK) Y W/(mK) 1 x ( - ) = 2 x ( - ) = 3Fachada - solera 15 PTs ambiente exterior 1x ( 134,30 ) = 134,30 Fachada - solera 0,030 4Fachada - cubierta 15 PTs ambiente exterior 1x ( 109,90 ) = 109,90 Fachada - cubierta 0,060 5 x ( ) = 6 x ( ) = 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 x ( - ) = 24 x ( - ) = 25 x ( - ) = 26 x ( - ) = 27 x ( - ) = 28 x ( - ) = 29 x ( - ) = 30 x ( - ) = 31 x ( - ) = 32 x ( - ) = 33 x ( - ) = 34 x ( - ) = 35 x ( - ) = 36 x ( - ) = 37 x ( - ) = 38 x ( - ) = PHPP, Superficies Certificacion phpp Residencia Camarzana Planificación Passivhaus: D E M A N D A A N U A L D E C A L E F A C C I Ó N (método anual) Clima: [ES] - Valladolid, Valladolid D2 Temperatura interior: 20,0 °C Edificio: RESIDENCIA DE ANCIANOS EN CAMARZANA DE TERA Tipo de edificio: RESIDENCIA DE ANCIANOS EN CAMARZANA DE TERA Superficie de referencia energética ASRE:546,2 m² Por m² Superficie Valor-U Fact temp. Ft Gtde SRE Elemento constructivo Zona de temperatura m² W/(m²K) kKh/a kWh/a Muro ext. - aire ext. A320,4 *0,218 * 1,00 * 60,0 =4189 7,67 Muro ext. - terreno B* * 0,47 * = Techo / cubierta - Aire ext. A615,6 *0,114 * 1,00 * 60,0 =4224 7,73 Solera / losa piso / forjado sanitario B615,6 *0,182 * 0,47 * 60,0 =3178 5,82 A* * 1,00 * = A* * 1,00 * = A* * 1,00 * = Ventanas A143,7 *0,981 * 1,00 * 60,0 =8455 15,48 Puerta exterior A4,8 *1,840 * 1,00 * 60,0 =524 0,96 Puentes térmicos exteriores(longitud en m) A244,2 *0,044 * 1,00 * 60,0 =637 1,17 Puentes térmicos perímetro (longitud en m) P* * 0,47 * = 0,00 Puentes térmicos piso (longitud en m) B* * 0,47 * = 0,00 Total de superficies de la envolvente térmica 1700,1 ––––––––––– kWh/(m²a) Pérdidas de calor por transmisión QTTotal 21208 38,8 ASRE Altura libre habitación m² mm³ Sistema de ventilación: Caudal de aire efectivo VV546,2 * 2,50 = 1365,5 Rendimiento del recuperador de calor hef 73% de la recuperación de calor Eficiencia de recuperación de calor del intercambiador tierra-aire (ITA) hITA 0% nV,sist FRC nV,Res 1/h 1/h 1/h Tasa de renovación de aire energéticamente efectiva nvent 0,305 * (1 - 0,73 ) + 0,024 = 0,107 VVnVcaire Gt m³ 1/h Wh/(m³K) kKh/a kWh/a kWh/(m²a) Pérdidas de calor por ventilación Qvent 1365,5 * 0,107 * 0,33 * 60,0 = 2895 5,3 Factor de reducción QTQV Noche y fin de semana kWh/a kWh/a Ahorro kWh/a kWh/(m²a) Pérdidas totales de calor QP(21208 +2895 ) * 1,0 = 24103 44,1 Orientación Factor de reducción Valor g Superficie Radiación global de la superficie Compare c/ hoja 'Ventanas' (Radiación periodo calefacción perpendicular) m² kWh/(m²a) kWh/a 1. Norte 0,23 *0,50 *28,56 *140 =465 2. Este 0,39 *0,50 *22,75 *198 =869 3. Sur 0,24 *0,50 *89,88 *527 =5741 4. Oeste 0,38 *0,50 *2,50 *392 =185 5. Horizontal 0,00 *0,00 *0,00 *482 = 0 ––––––––––– kWh/(m²a) Ganancias de calor por radiación solar QSTotal 7259 13,3 Periodo calefacción anual Potencia esp. qI ASRE kh/d d/a W/m² m² kWh/a kWh/(m²a) Ganancias internas de calor (GICs) QI0,024 * 182 *4,10 * 546,2 = 9777 17,9 kWh/a kWh/(m²a) Calor disponible Qdisponible QS + QI=17036 31,2 Relación entre calor disponible y pérdidas calor Qdisp / QP= 0,71 Aprovechamiento efectivo de las ganacias de calor hG(1 - ( Qdisp/ QP )5 ) / (1 - ( Qdisp/ QP )6 ) =94% kWh/a kWh/(m²a) Ganancias de calor QG hG * QDisp =16030 29,3 kWh/a kWh/(m²a) Demanda de calefacción QCal QP - QG=8073 15 kWh/(m²a) (si/no) Valor máx. permitido 15 ¿Requerimiento cumplido? sí PHPP, Calefacción anual Certificacion phpp Residencia Camarzana