Comunicación presentada al VI Congreso Edificios Energía Casi Nula
Autores
- Clara Lorente Martín, Arquitecta PH Designer, Directora Área de Sostenibilidad y Eficiencia Energética, Grupo Lobe
- Luis Lastres Panzano, Arquitecto PH Designer, Área de Sostenibilidad y Eficiencia Energética, Grupo Lobe
Resumen
Residencial Minerva es un proyecto compuesto por 124 viviendas libres, ubicado en Zaragoza y dividido en dos fases de desarrollo. La primera de ellas proyectada en el año 2016, finaliza su construcción en el año 2018 obteniendo una calificación energética B (CTE HE 2013). La implementación del plan estratégico EECN mediante el estándar Passivhaus en todos los proyectos inmobiliarios de Grupo Lobe a partir de 2017 genera como resultado la fase II como edificio EECN, actualmente en construcción y en proceso de certificación Passivhaus Classic. A partir de aquí se pretende analizar la transformación conseguida en un edificio dividido en 2 fases prácticamente idénticas en cuanto a superficie construida, mostrando los resultados logrados a través de su comparativa y poniendo el foco en la evolución en los procesos de proyecto, la aparición de nuevos perfiles profesionales y las nuevas estrategias de planificación, ejecución y seguimiento de obra.
Palabras clave
Multifamiliar, Passivhaus, EECN, Grupo Lobe
Introducción
Residencial Minerva es un conjunto de viviendas edificado en manzana cerrada y situado en la zona de nuevo desarrollo Parque Venecia, al sureste de la ciudad de Zaragoza. Ambas fases son simétricas, lo que se refleja tanto en la similitud de superficie construida, composición de fachada y concepción de tipologías de vivienda, con superficies útiles de alrededor de los 85 m2 distribuidos en 3 y 4 dormitorios. Todas las viviendas son pasantes, con posibilidad de realizar ventilación cruzada y disponen de grandes terrazas que proporcionan protección solar de los huecos más expuestos.
No obstante, ambas fases poseen una identidad propia derivada del cambio de estrategia de eficiencia energética y sostenibilidad que ha liderado Grupo Lobe desde el año 2017. La iniciativa para concebir la segunda fase como edificio de consumo casi nulo ECCN a través del estándar Passivhaus ha resultado en un edificio que presenta un profundo cambio respecto a la fase I, proyectada según CTE-2013. Se ha traducido en la obtención de unos resultados energéticos, económicos y sobretodo de confort para el usuario superiores que defienden la apuesta realizada por Grupo Lobe para adelantarse a la transformación de un sector obligado a evolucionar hacia el objetivo EECN, como consecuencia de la aprobación de la directiva europea 2018/844, que modifica las Directivas 2010/31/UE, relativa a la eficiencia energética de los edificios, y la 2012/27/UE, relativa a la eficiencia energética.
Planteamiento y descripción de la envolvente térmica
El edificio se compone de 9 plantas, B+8. Al tratarse de un edificio de relativa altura y desarrollado en bloque, la situación de partida es favorable en cuanto al factor de forma. En planta baja se ubican los zaguanes de acceso a cada una de las 6 escaleras en las que se divide el edificio.
Se establece una comparativa de las dos fases del edificio por cada solución constructiva en la que se definen los valores U alcanzados.
Fachadas
- Fase I. Albañilería tradicional de doble hoja con valor U de 0,27 W/m2K y espesor de 30 cm.
- Fase II. Sistema constructivo en seco que sustituye la hoja principal de albañilería y permite mejorar las prestaciones térmicas del muro para espesores de fachada menores, alcanzando valores U de 0,20 W/m2K con 21 cm de espesor.
Cubierta
Ambas fases se componen de cubiertas invertidas en las que se incorpora aislamiento por el exterior. No obstante, la diferencia es apreciable en el espesor de éste pasando de 11 cm de la primera fase a los 16 de la segunda con valores U de 0,29 W/m2K y 0,24 W/m2K respectivamente.
Forjado P1
- Fase I. Solución convencional con valor U de 0,49 W/m2K
- Fase II. Colocación de aislamiento de 14 cm bajo forjado que se traduce en valores U de 0,20 W/m2K
División vivienda-escalera
En este punto es importante destacar la diferenciación entre ambas fases en la consideración de la caja de escalera como zona de envolvente no climatizada. Se observa así que mientras la fase I se resuelve con doble hoja de ladrillo y aislamiento de 4 cm y valores U de 0,4 W/m2K, en fase II el sistema empleado es de construcción en seco que permite obtener valores U de 0,19 W/m2K.
Carpinterías
Por ser uno de los 5 principios del estándar Passivhaus, este apartado refleja una diferencia sustancial en cuanto a calidades empleadas, que se traduce en valores a tener en cuenta en el balance energético global.
- Fase I. Carpinterías de aluminio de doble hoja con rotura de puente térmico y valores Uw=2,2 W/m2 K
- Fase II. Carpinterías con marcos de PVC con trasmitancia Uf=1 W/m2K y vidrios triples con lámina bajo emisiva, alcanzando una transmitancia térmica Ug=0,6 W/m2K y g=0,5, dando como cómputo un valor medio Uw=0,9 W/m2K. Las cámaras entre vidrios están rellenas en un 90% de gas argón y en un 10% de aire. Sumado a esto las persianas incorporan cajones de altas prestaciones térmicas, acústicas y herméticas que han sido integrados desde el diseño en la solución constructiva para minimizar las pérdidas de energía.
Concepto EECN
La voluntaria adaptación de la segunda fase a criterios ECCN lleva implícitas una serie de medidas que contrastan con la estricta aplicación de la normativa vigente (CTE 2013) en el edificio Minerva I. Estas medidas se traducen en:
- El esfuerzo en el diseño del detalle constructivo y la eliminación y tratamiento de puentes térmicos mediante el estudio iterativo de soluciones constructivas a partir de programas de elementos finitos;
- La disminución de la demanda de calefacción y refrigeración que permite resolver la climatización reduciendo la potencia instalada de los equipos.
- Un riguroso control de ejecución de obra que obliga a seguir el proceso de forma minuciosa y garantiza la calidad del edificio terminado.
Ventilación
El cálculo de caudales de ventilación de la fase I se rige según valores de la tabla 2.1 de la sección DB HS3 del CTE 2013. En base a esta se obtiene unos valores promedio por vivienda de 1,35 renovaciones/hora para el sistema de ventilación general. A este valor se le debe sumar el sistema de ventilación mecánica adicional en cocinas y el sistema complementario de ventilación natural, todo ello sin tener en cuenta las infiltraciones de aire en vivienda por considerarse ésta no tratada herméticamente.
En todas las viviendas de la fase II se integra un sistema de ventilación individual de doble flujo con recuperador de calor de alta eficiencia, programado con tres velocidades dentro del rango de caudales certificado PHI, garantizando un consumo eléctrico muy reducido. El equipo renueva el aire interior de la vivienda de forma automática y continua, permitiendo una mejor calidad del aire interior reduciendo significativamente las pérdidas energéticas por ventilación. El equipo recuperador de calor se sitúa fuera de la envolvente térmica para evitar ruidos en vivienda, aspecto especialmente sensible en la percepción de confort. Dentro de la envolvente, se presta especial atención a las velocidades de impulsión y retorno en rejillas para evitar ruido en estancias y se configura un esquema de distribución de ventilación idóneo para evitar interfonías.
Puentes térmicos
El cálculo de puentes térmicos en Minerva I está desarrollado a partir del método simplificado establecido en el CTE-2013. Estos son calculados mediante la aplicación de un porcentaje respecto de la componente unidimensional de cada una de las fachadas.
En la segunda fase, fruto de la nueva metodología de diseño, se parte de una premisa mucho más exigente. Según uno de los 5 principios del estándar, una construcción Passivhaus debe estar ¨libre¨de puentes térmicos (<0,01 W/mK). Merece la pena hacer especificar el significado de esta denominación: de existir pérdidas energéticas en cualquier parte del edificio, inferiores a 0,01 W/mK no serán tenidas en cuenta. Sin embargo, de existir algún punto de pérdida mayor de esta cifra se calculará pormenorizadamente. Esto nos hace conscientes del grado de rigor y meticulosidad que entraña el proceso de certificación. Por ello, en Minerva II se analizan cada uno de los puentes térmicos mediante software específico, y se introduce en el balance enérgético del proyecto. Este principio es un factor clave a la hora de conseguir menores pérdidas térmicas del edificio y ello se refleja en el tratamiento específico de aquellas partes que presentan más debilidad y por consiguiente peores resultados: perímetros de carpinterías y muros de fachada interrumpidos por terrazas. Mediante cálculo, en todos los encuentros se verifica el cumplimiento de los criterios de higiene y de confort.
Sistemas de acondicionamiento e instalaciones
A la hora de escoger los sistemas activos de producción de calor y ACS Minerva I se orientó hacia la generación centralizada a través de combustible de gas natural con apoyo a la producción de ACS mediante geotermia para cumplir los requisitos del Documento Básico de Ahorro de la Energía del Código Técnico de la Edificación.
Minerva II va un paso más allá, ya no sólo por la inclusión de refrigeración en el periodo de verano sino por el interés en la estrategia de electrificación de la demanda. En Grupo Lobe se defiende esta tendencia de consumo a partir de una única fuente de energía para limitar sobrecostes en instalaciones y para evitar el peaje mensual de cada precio fijo a pagar por el uso de otras fuentes de energía adicionales.
Minerva II incluye equipos de aerotermia aire-agua individuales de baja potencia, con suelo radiante como unidad terminal. Éste permite trabajar a baja temperatura y resolver con un solo equipo la producción de ACS y la climatización de las viviendas.
Hermeticidad
Por último y no por ello menos importante, Minerva II adquiere un compromiso más respecto a la fase I, donde no existe tratamiento alguno de estanqueidad al aire. En esta fase II, se asume la obligación de reducir las infiltraciones dentro del edificio y así proporcionar un mayor control de las pérdidas producidas en la envolvente, lo que se traduce en:
- Reducción del consumo de energía
- Resolver la aparición de posibles condensaciones intersticiales en fachada
- Asegurar una mayor calidad del aire interior, libre de contaminantes.Este último aspecto queda íntimamente ligado a otro de los puntos fuertes del estándar: vivir con mayor confort gracias a un aire continuamente renovado, limpio y a una temperatura idónea.
Para controlar el parámetro de la hermeticidad se procede en distintos momentos de la ejecución de la obra a realizar un test mediante el método de presurización con ventilador (Blower Door) para cada una de las viviendas de las 3 escaleras, llegando al final de la obra a realizar cerca de 100 ensayos (al menos dos por vivienda), que permiten controlar satisfactoriamente el proceso. El test de vivienda acabada es controlado por parte de una ECA externa que verifica la realización del test según el correcto cumplimiento de la norma ISO 13829.
Podemos afirmar que la inclusión de los trabajos de hermeticidad en el proceso constructivo supone la evolución más evidente y difícil de conseguir, si comparamos la tradición constructiva con la consecución de los objetivos EECN. El test blowerdoor supone un examen que evalúa in situ la consecución de los objetivos de hermeticidad de la vivienda, dejando en evidencia cualquier posible error de sellado.
En este punto, unido al Passivhaus Designer aparece un nuevo perfil, aún poco extendido, pero por el contrario imprescindible en el control de hermeticidad: el técnico en hermeticidad. Este profesional asumirá labores de planificación previas a la ejecución que permiten ahorrar tiempos y una mayor organización en obra. Su papel abarca más ámbitos aparte de la propia obra, ya que gestiona y apoya a las personas implicadas en la construcción en todos los aspectos concernientes a garantizar el sellado de la capa exterior del edificio. Su labor está validada por el ensayo Blower Door, gracias al cual debe ser capaz de detectar visualmente errores, para a continuación valorar y proponer soluciones que subsanen el problema.
Resultados obtenidos
La conjunción de todas estas medidas se traduce en los siguientes resultados en el certificado energético (CTE 2013):
Departamento de sostenibilidad interno
La envergadura del edificio, unido a la cuantía de proyectos desarrollados actualmente por Grupo Lobe, hace imprescindible una planificación estratégica y un control del proceso de diseño y ejecución muy importante. Por ello es de resaltar la apuesta de la empresa por la creación de un Área de Sostenibilidad y Eficiencia Energética integrada y que funciona a modo de consultoría interna, para así aportar soluciones de forma incorporada con el resto de los agentes intervinientes en el proceso. Aparece la figura del Passivhaus Designer, que coordina el diseño y cálculo energético del edificio desde el mismo Proyecto Básico, generando feedback con el Área Técnica de Proyectos y continúa con el Proyecto de Ejecución, con la simulación energética en un trabajo bidireccional diseño-simulación donde se consigue enriquecer el proyecto hasta los valores requeridos por el estándar Passivhaus. El seguimiento de obra, como trabajo de documentación para justificar que lo considerado en cálculo es efectivamente lo ejecutado, se ve concluido tras una rigurosa revisión por parte de la entidad Ceritificadora y por el Passivhaus Institut con la certificación final del edificio.
Conclusión
El concepto de Edificio de Energía Casi Nula nace no solo con el objetivo de reducir el elevado consumo energético de nuestro parque edificiado, sino también con la visión de generar un mayor confort en el usuario. También desde un punto de vista de optimizar recursos, es decir, crear unas condiciones de máxima eficiencia energética con un coste de inversión asumible. El sistema permite crear rentabilidad económica equilibrando la inversión realizada inicialmente y el ahorro energético futuro, teniendo siempre en cuenta el compromiso por el medio ambiente. La evolución de las técnicas constructivas tradicionales apoyada en análisis cada vez más avanzado de la eficiencia energética del edificio permite desarrollar un proceso de mejora contínua capaz de optimizar los procesos con el objetivo de conseguir un producto imobiliario de calidad superior a un precio que tienda a igualarse al coste edificación convencional.
Por otro lado, si atendemos al ahorro energético durante fase de uso, no solo es importante la reducción de la demanda de energía necesaria para mantener condiciones de confort interior, sino que es vital la correcta elección y configuración de los sistemas activos instalados para que funcionen con la mayor eficiencia posible. Una configuración errónea de la instalación podría ocasionar problemas de disconfort e incluso patologías constructivas, además de no sacar partido al punto óptimo de rendimiento de las máquinas. Por ejemplo, una impulsión de agua demasiado fría en suelo refrescante podría ocasionar condensaciones superficiales o incluso intersticiales en el acabado del suelo y provocar un consumo eléctrico más elevado si el equipo de aerotermia tiene rendimiento óptimo en temperaturas medias de producción de agua.
Para ello es importante hacer conscientes a los servicios técnicos (todavía acostumbrados a trabajar en vivienda convencional) y a los clientes de la necesidad de encontrar la configuración óptima de cada equipo para sacar el máximo partido a las características excepcionales de la vivienda pasiva. Por lo tanto, es preciso añadir la importancia que adquiere el usuario y los profesionales de mantenimiento en el uso óptimo de las viviendas EECN.
Como bien es sabido, cualquier dispositivo se acompaña de un manual de instrucciones que nos enseñe a usarlo de manera óptima y eficiente. Nuestra casa pasiva, entendida como ese dispositivo que está diseñado para trabajar de una forma determinada, no funcionará de forma idónea si no hacemos un último esfuerzo: concienciar al propietario de que su papel como usuario de este dispositivo es fundamental si quiere obtener los resultados de bajo consumo, alta eficiencia y alto confort que son objetivo en la edificación de consumo casi nulo.
Es preciso transmitir ciertos códigos de buenas prácticas, entre los cuales se incluyen: mantener el termostato a una temperatura de consigna adecuada (20ºC en invierno y 25ºC en verano), sacar partido a la inercia térmica de la vivienda, usar correctamente el recuperador de calor y respetar los plazos de mantenimiento que requiere el cambio de sus filtros, o mantener bajadas las persianas en los periodos de mayor insolación (verano al mediodía) con el fin de evitar ganancias excesivas solares en el interior de la vivienda.
