Comunicación presentada al IV Congreso Edificios Energía Casi Nula:
Resumen Proyecto
Primer edificio de consumo Nulo de Madrid capital y primera vivienda Pasiva de España con certificación Passivhaus Plus. Con una superficie construida de 457 m2 y superficie útil de 280 m2, su construcción es mediante cimentación y estructura (losas de forjado) de hormigón armado y pilares metálicos. Su envolvente se desarrolla carente de puentes térmicos en continuidad mediante un Sistema de Aislamiento Térmico Exterior (SATE) sobre una fábrica cerámica de termoarcilla. Todo el SATE es revestido mediante pegado de Gres Porcelánico de grandes dimensiones NEOLITH de 3mm espesor. Este sistema para revestir se extiende por la cubierta produciendo un volumen contundente potenciando el volumen del edificio. Carpinterías de PVC de alta eficiencia energética KÖMMERLING MD76 con triple acristalamiento con control solar. Generación de Frío, Calor y ACS mediante Instalación de Aerotermia DAIKIN ALTHERMA de 6kW de potencia con emisión mediante Suelo Radiante Refrescante POLYTHERM Instalación de ventilación mecánica de doble flujo, del fabricante ZEHNDER que, mediante red de absorción de aire viciado e impulsión de aire fresco con recuperador de calor Zehnder ComfoAir450 HRV de alta eficiencia, permite tener un grado de ventilación y confort excelentes. Instalación fotovoltaica mediante sistema REC formado por 20 paneles policristalinos con un rendimiento anual del inversor de 8.255 kWh/a produciendo al año más energía eléctrica que la demandada.
Memoria descriptiva
Agentes del Proyecto
Promotor: Maqueda, Gallego y Álvarez S.A.
Proyectistas: Daniel Diedrich y Talia Dombriz, Arquitectos. DMDVA ARQUITECTOS
Dirección Obra: Daniel Diedrich. Arquitecto. DMDVA ARQUITECTOS Dtor. de Obra.
Juan Postigo Castellanos. Arquitecto Técnico. Dtor. de Ejecución.
Pablo Pérez Muñoz. Arquitecto Técnico. Coord. Seguridad y Salud.
Otros Técnicos Intervinientes: Consultoría Passivhaus: Daniel Diedrich. Arquitecto. CENERGETICA
Certificador PH: Micheel Wassouf. Arquitecto. ENERGIEHAUS.
Climatización: Jesús Soto. Ing. Industrial. ALTERTECHNICA
Otros Agentes: Constructor: POSCON
Sistema Constructivo Envolvente: MAPEI / POSCON
Sistema Ventilación Mecánica: ZENHDER / ALTHERTECHNICA
Sistema Climatización: DAIKIN / ALTERTECHNICA
Carpinterías de la envolvente: KÖMMERLING / ON VENTANAS
Sistema Fotovoltaico: REC / SIER
Antecedentes
Tras recibir el encargo de realizar el proyecto y dirección de las obras de una vivienda unifamiliar de consumo casi nulo y ante la carencia de normativa técnica oficial sobre edificios de consumo energético casi nulo se acuerda someter el proyecto y la ejecución de las obras al estándar Passivhaus con tres objetivos fundamentales: Certificar el proceso y el edificio terminado, estudiar la viabilidad del estándar Passivhaus en el clima de Madrid y analizar los inconvenientes de construir el edificio sin salirse de los sistemas constructivos habituales en la promoción inmobiliaria para trasladar esta experiencia a un bloque residencial. La experiencia ha sido muy satisfactoria, el edificio ha obtenido la primera certificación “Passivhaus Plus” de España y es la primera vivienda de consumo nulo de la ciudad de Madrid, al producir más energía al año que la que consume. Tras esta experiencia proyectual y constructiva, a finales de 2017 comenzarán las obras del bloque residencial de Consumo Energético Casi Nulo.
Descripción del Proyecto
Edificio Titania. Primera vivienda con certificación Passivhaus Plus de España, ubicada en la zona de la calle Arturo Soria de Madrid. Presenta una superficie útil (habitable) de 280 m2, sobre una parcela rectangular de 375 m2. La planta se limita al área edificable por normativa urbana y fachadas paralelas a los límites de la misma. Su cubierta es a dos aguas. Su azimut respecto al norte es de 4º respecto a las fachadas mayores. El programa es sencillo. Planta sótano de instalaciones y aparcamiento; planta baja, más pública, presenta cocina, salón comedor, baño y un dormitorio; planta primera con tres dormitorios y finalmente planta segunda, bajo cubierta, con dos salas de estar y un baño. Todos los dormitorios son dobles y cuentan con baño. Las plantas se comunican mediante una escalera metálica de dos tramos. La heterogeneidad tipológica del entorno donde se ubica, configurado por antiguas viviendas pequeñas del desarrollo de Arturo Soria que se mezcla con edificación de los años 60 y edificación de vivienda colectiva de nivel adquisitivo alto de finales de los 90, ofrecía la oportunidad de realizar un ejercicio formal sencillo pero contundente, alejado de mimetizarse con el lugar y que, por el contrario, pretende singularizar este edificio en su entorno con mínimas herramientas formales. Es por ello que el edificio se configura por un prisma paralelepípedo coronado por una cubierta a dos aguas donde el acabado superficial de la envolvente vertical (fachada) es el mismo que en la cubierta, en continuidad y sin alteraciones, potenciando la sencillez formal y rotundidad del prisma que lo forma. Esta solución formal sencilla además es consecuente con los criterios y sistemas constructivos que la forman, basados en los preceptos de la arquitectura pasiva, donde el aislamiento de la envolvente se coloca en continuidad con el objetivo de eliminar los puentes térmicos. Será la continuidad del Sistema de Aislamiento Térmico Exterior (SATE) la que proporciona una base para revestir de cerámica de espesor mínimo, tanto fachadas como cubierta.
El orden de huecos en fachada responde a dos retos contradictorios. El abordar un edificio de consumo casi nulo o nulo implica evitar los huecos como punto más débil de la envolvente. Esto se enfrenta a la respuesta arquitectónica, que da solución a la reducida dimensión de la parcela, que para una tipología de vivienda unifamiliar aislada suele generar espacios exteriores residuales en la misma, entre edificio y medianeras, por ejemplo. Para evitarlo se optó por dejar la planta baja acristalada en el 80% de su desarrollo de suelo a techo, (acristalamiento coincidente con acceso, salón comedor y cocina) con la finalidad de hacer partícipe del exterior al interior y permitir percibir cualquier punto exterior desde el interior de esta planta. En el resto de plantas, de la misma manera que la planta baja, no renuncia a la presencia de huecos de ventana, que se disponen de manera continua. Ambos retos, contradictorios, se abordaron mediante el diseño arquitectónico apoyado por cálculo correcto de los elementos que forman la misma en su globalidad, demostrando que se puede pensar en arquitectura con criterios de consumo nulo y que los condicionantes constructivos de estos criterios pueden ser ajustados al objetivo arquitectónico pretendido.
Prestaciones del Edificio
Edificio pasivo de consumo nulo, produce más energía al año que la que consume. Cuenta con una envolvente aislada en continuidad con carpinterías de PVC de alta eficiencia y vidrios con control solar además de estar libre de puentes térmicos. Además, en la envolvente se ha cuidado los detalles constructivos y su ejecución para lograr el mayor grado de hermeticidad del espacio habitable y reducir sus pérdidas por infiltración de aire logrando obtener 0,36 renovaciones hora en prueba de Blower Door a 50 Pascales.
Cuenta con instalación de ventilación mecánica de doble flujo con recuperador de calor de alta eficiencia, climatización (frío y calor) y generación de ACS mediante sistema de aerotermia con emisor mediante suelo radiante/refrescante, así como activación de los faldones de cubierta mediante este mismo sistema. A parte del sistema de aerotermia, como sistema de energía renovable cuenta con instalación fotovoltaica para la generación de electricidad. Estas instalaciones proporcionan un grado de confort interior muy elevado.
La reducción máxima de la demanda energética, conseguida mediante la modelización de los sistemas constructivos pasivos en toda la envolvente térmica, y la combinación de un sistema de aerotermia, con una eficiencia muy elevada, junto a un sistema de generación de electricidad mediante una instalación fotovoltaica, permite obtener una vivienda de consumo energético nulo (produce más energía al año de la que consume).
Memoria constructiva
Sustentación del Edificio y Sistema Estructural
El edificio cuenta con cimentación mediante losa, zapatas corridas y muros de sótano de hormigón armado. La estructura se ha realizado mediante pilares metálicos con forjados y faldones de cubierta mediante uso de losa de hormigón armado. Aislamiento inferior de la cimentación mediante paneles de fibra de vidrio FOAMGLAS de 12 cm de espesor, aislamiento del resto de elementos de cimentación en contacto con el terreno mediante paneles de XPS de 20 cm de espesor. La elección del aislamiento bajo la cimentación cumple las solicitaciones estructurales y la normativa de deformación instantánea y a 50 años (resilencia). Parte del edificio se soporta mediante apoyo sobre la losa de hormigón armado que cubre el aparcamiento, siendo todos los cerramientos estructurales que lo configuran aislados por ambas caras, con la finalidad de evitar el gran puente térmico que representa.
Sistemas de Envolventes y Acabados
Configuración de la envolvente
La fachada está formada por una lámina de termoarcilla de 14 cm de espesor, enfoscada por el exterior, sobre la que se dispone un Sistema de Aislamiento Térmico Exterior (SATE) formado por paneles de EPS con Neopor de 15 cm de espesor, en continuidad con el aislamiento vertical proveniente de los muros de cimentación. Sobre el EPS se dispone un revestimiento cerámico NEOLITH Artic White de THE SIZE que cuenta con tan solo 3 mm de espesor y que es adherido al soporte (SATE) mediante morteros mono componentes cementosos y malla de fibra de vidrio del sistema TILE SYSTEM de MAPEI. El trasdosado interior de la fachada se realiza mediante un guarnecido de yeso como lámina de estanqueidad al paso del aire y sistema PLACO SAINT GOBAIN de Placa de Yeso Laminado autoportante con lana de roca de 40 mm a efectos de aislamiento de ruido. Las transmitancias térmicas obtenidas son de 0,175 w/m2K para la fachada y de 0,145W/m2K para la cubierta La cubierta se configura de manera similar a la fachada mediante el uso de paneles XPS de 24 cm de espesor instalados sobre las losas de hormigón que las forman. Sobre este aislamiento se revoca con morteros mono componentes cementosos y malla de fibra de vidrio al igual que el sistema de fachada. La impermeabilización se realiza con mortero bicomponente MAPELASTIC SMART de MAPEI sobre el que se dispone en continuidad con fachada el revestimiento de gres porcelánico adherido de la misma manera que en las fachadas.
Carpinterías de la envolvente
Las carpinterías de las fachadas han sido realizadas con perfilería de PVC de KÖMMERLING modelo MD76, que cuenta con una transmitancia térmica: 1,2 W/m2K, una atenuación Acústica: 48 y permeabilidad al aire Clase 4. Cuenta con vidrio con sustrato nrG de triple acristalamiento 4+4/12Arg/4/12Arg/4+4 con una transmitancia de 0,8 W/m2K y un factor solar de 62,1%. La combinación de ambos elementos proporciona una transmitancia media de todas las ventanas de 1,14 W/m2K. Lucernarios-ventana de cubierta de FAKRO FTT U-6 con acristalamiento triple 6H-Tg18Ar-4HT2-Tg18Ar-33.2T3 que proporciona una transmitancia de ventana instalada de 1,0 W/m2K. Puerta de acceso al garaje acorazada DIERRE SYNERGY SENTRY con una transmitancia térmica de 1,4 W/m2K.
Protecciones solares
Instalación de cortinas exteriores enrollables de la marca BANDALUX con cajón exterior, cierre lateral de cremallera y sistema motorizado SOMFY. Cuenta con accionamiento digitalizado y automatizado dentro del sistema de control KNX de la vivienda
Sistemas de Acondicionamiento e Instalaciones
Calefacción, refrigeración y ACS
La calefacción, refrigeración y la generación de ACS se realiza mediante equipos de aerotermia DAIKIN Altherma, con uso de suelo radiante – refrescante, del fabricante POLYTHERM, como emisor de calor y frío. El suelo radiante-refrescante permitió crear una cubierta termo activa, desarrollando esta instalación en las losas de hormigón que forman los faldones de cubierta, como medida contra el sobrecalentamiento solar de la misma durante los meses de verano
Ventilación
El edificio cuenta con instalación de ventilación mecánica de doble flujo. La totalidad de sus componentes son del fabricante ZEHNDER. Formada mediante red de absorción de aire viciado e impulsión de aire fresco realizadas mediante tubo continuo Zehnder, desde cada una de las rejillas del sistema al recuperador de calor de alta eficiencia ComfoAir Q450 HRV. Aparato con una eficiencia térmica del 83%, permite tener un grado de ventilación y confort interiores excelentes.
Iluminación
Luminarias CASTAN en espacios exteriores e interiores de paso (pasillos, escaleras, baños y distribuidores) con luminarias LED de bajo consumo.
Automatización y Control
Sistema JUNG KNX con control domótico de la iluminación, de la climatización y de las protecciones solares cuenta con centralita meteorológica y telecontrol exterior mediante programa informático.
Hermeticidad
Sistema de hermeticidad formado por un guarnecido de yeso por la cara interior de todos los paramentos verticales de la envolvente realizados en fábrica de termoarcilla junto con la utilización de bandas de estanqueidad en los encuentros entre paramentos verticales y forjados, así como el uso de cintas precomprimidas entre fábrica portante, precercos de ventana y ventanas, de la marca ISO-CHEMIE
Tras realizar el ensayo de hermeticidad (Blower Door test) con el edificio terminado, se ha obtenido una tasa de renovación de aire a 50 Pascales de 0,36 renovaciones/hora. Este ensayo se ha realizado en tres fases de obra distintas junto con estudio termográfico y con la finalidad de controlar la ejecución de la envolvente y su hermeticidad. De esta manera se obtiene un edificio sin puentes térmicos y con casi nulas infiltraciones de aire.
Energías Renovables in situ o en el entorno
Fotovoltaica
Instalación fotovoltaica del REC formada por 20 paneles policristalinos REC 255Wp y un inversor monofásico Sunny Boy 5000TL-21, de 5,0 kW con una eficiencia del 97% que proporciona rendimiento anual de 8.225 KWh/a frente a un consumo eléctrico total de 7.110 KWh/a, (Conforme al programa de cálculo de instalaciones fotovoltaicas PVsyst).
Aerotermia
Sistema de Aerotermia DAIKIN ALTHERMA formado por una unidad exterior ERLQ008CV3 y una unidad interior EHBX08C9W que cuenta con un depósito de ACS de 260 litros. El sistema proporciona una potencia nominal de 7,40 kW. El criterio para elegir el modelo fue la potencia del mismo y su capacidad de acumulación de ACS, dado el número elevado de baños de la vivienda.
Presupuesto y viabilidad económica
El presupuesto de ejecución material y su valoración final es de 595.323,00 euros y coste por metro cuadrado construido ha sido de 1.302€/m2. Al ser de reciente construcción y uso, no se ha podido establecer un histórico de consumo real, además la instalación fotovoltaica ha contado con permiso de conexión por la compañía eléctrica en septiembre de 2017. Pese a ello y sin tener conectada la generación de electricidad, la totalidad del consumo eléctrico mensual de la vivienda entre enero y agosto de este año han sido alrededor de 50 € / mes.
De acuerdo al Real Decreto 900/2015, la vivienda está exenta de canon por su instalación fotovoltaica ya que la potencia contratada es inferior a 10 kW. De acuerdo a esta ley, la energía que tenga de excedente será vertida a la red sin contraprestación económica estando el edificio a la espera de una ley de balance neto.
Cumplimiento DB-HE ahorro de energía
Este objetivo se ha logrado mediante la combinación de: A) Una gran reducción de la demanda, mediante el proyecto y construcción de medidas pasivas extremas consistentes en un súper aislamiento en la envolvente, reducción y control de los puentes térmicos y de las infiltraciones de aire. B) Un correcto diseño de las protecciones solares, tanto en su tipo como en su comportamiento. C) Contar con una instalación de aerotermia para dar servicio a la climatización (verano e invierno) y la generación ACS, lo que garantiza un rendimiento de la instalación muy elevado. D) La construcción de una instalación de generación de energía eléctrica que cubre la demanda anual de electricidad.
Certificaciones energética y ambientales
Con los valores anteriores el edificio ha obtenido una Certificación Energética de edificio terminado con la letra A. Se comprueba el cumplimiento del CTE DB-HE Ahorro de Energía mediante la realización de la Herramienta Unificada LIDER-CALENER (HULC) y mediante la comprobación del cumplimiento de inexistencia de condensaciones intersticiales. Con HULC obtenemos tanto el valor límite para la demanda energética de calefacción según el apartado 2.2.1.1.1 de la sección HE1 como el Valor límite para la demanda energética de refrigeración según el apartado 2.2.1.1.1. de la sección HE1 y los valores obtenidos para el edificio. El edificio finalizado el enero de 2017, cuenta con certificación Passivhaus Plus desde abril de 2017.
