Comunicación presentada al IV Congreso Edificios Energía Casi Nula:
Autor
- Eduardo Martín del Toro, Investigador posdoctoral, Grupo de investigación «Arquitectura y paisaje», Universidad de las Palmas de Gran Canaria
Resumen
El archipiélago canario posee unas características muy particulares -por su situación extraperiférica, su condición insular de territorio fragmentado y su clima, muy diferente no sólo al del resto de Europa, sino incluso al de nuestro país- razón que va a influir de forma notable en la implantación de los EECN dentro de sus fronteras. En muchas ocasiones no será posible trasponer soluciones, sistemas constructivos o estrategias de diseño que sí se encuentran validadas para otras latitudes. Por tanto, se pretende reflexionar sobre las principales líneas para el diseño de los EECN en Canarias, analizando sus ventajas e inconvenientes, para llegar a una serie de conclusiones que puedan servir en el futuro de guía a los profesionales del sector.
Introducción
El origen de los edificios de consumo energético casi nulo (EECN) tuvo lugar, hace ya siete años, con la publicación de la Directiva 2010/31/UE del Parlamento Europeo y Del Consejo, de 19 de mayo de 2010, relativa a la eficiencia energética de los edificios (refundición). Posteriormente ha sido traspuesto a la legislación española (de una forma algo caótica) mediante el Real Decreto 564/2017, de 2 de junio, por el que se modifica el Real Decreto 235/2013, de 5 de abril, por el que se aprueba el procedimiento básico para la certificación de la eficiencia energética de los edificios y posteriormente con la Orden FOM/588/2017, de 15 de junio, por la que se modifican el Documento Básico DB-HE «Ahorro de energía» y el Documento Básico DB-HS «Salubridad», del Código Técnico de la Edificación, aprobado por Real Decreto 314/2006, de 17 de marzo.
Como vemos, las directivas -un instrumento flexible que se emplea principalmente como medio para armonizar las legislaciones nacionales- se originan en Centroeuropa, para posteriormente ser transpuestas por cada uno de los países miembros, teniendo en cuenta las características nacionales específicas a su ordenamiento. Finalmente las Comunidades Autónomas y/o Ayuntamientos tienen potestad para terminar de regular algunos puntos, definiendo y concretando determinados aspectos.
Por tanto, en este camino -y para llegar hasta Canarias- hacemos un viaje de tres mil kilómetros en dirección sur, desde donde se originan estas directivas hasta donde se van a poner en práctica, siendo puntos diametralmente diferentes en cuanto a clima (de latitud 60º N a 30º N), cultura, condiciones económicas, etc.
Descripción
No sólo hay un largo recorrido desde el origen del EECN y el punto de aplicación más meridional, también se produce este mismo fenómeno con una de las soluciones más reconocidas para obtener de forma garante el que un edificio sea de consumo energético casi nulo, el estándar passivhaus.
Esta estrategia de origen alemán se presenta como la herramienta más eficaz para proyectar y construir los EECN, y realmente los resultados obtenidos en el centro y norte de Europa parecen corroborarlo.
Los principios del Passivhaus se basan en cuatro condiciones (Bastian & Arnautu, 2017):
- Cerramientos altamente aislados.
- Eliminación de puentes térmicos.
- Infiltraciones muy reducidas.
- Ventilación mecánica con recuperadores de calor.
Todo ello para tener unos valores máximos de:
- Demanda máxima de energía útil para calefacción, 15 kWh/m2año.
- Demanda máxima de energía útil para refrigeración, 15 kWh/m2año.
- Consumo máximo de energía primaria para calefacción, refrigeración, agua caliente sanitaria (ACS) y electricidad, 120kWh/m2año.
Pero a medida que realizamos la misma trasposición hacia el sur que en el apartado anterior, empiezan a surgir los problemas. Un estándar diseñado en un clima frio, que pone especial énfasis en el ahorro en consumos energéticos de calefacción tiene que adaptarse a las características de los países del sur de Europa, como Portugal, España, Italia o Grecia y, sobre todo, a las regiones situadas en el sur de los mismos, donde el gasto en calefacción tiene mucho menor peso que el de refrigeración, verdadero consumidor energético de los edificios de la zona.
En este sentido, el Passivhaus Institut ha realizado un gran esfuerzo por dar respuesta a estas regiones desarrollando el estándar passivhaus para climas cálidos (Wassouf, 2012) -países mediterráneos- por medio del proyecto Passive-On, que aún no tiene el reconocimiento y las garantías que ofrece la herramienta original.
El objetivo del Proyecto Passive-On (end-use Efficiency Research Group, s.f.) fue investigar cómo deben ser modificados los principios actuales de diseño para tener en cuenta los mayores niveles de radiación solar en los países del sur de Europa, cuyos efectos son una reducción de las cargas de calefacción en invierno y un aumento de los problemas de refrigeración en verano.
Por su parte, los factores atmosféricos en Canarias se caracterizan por sus microclimas, es decir las significativas variaciones climáticas en puntos poco distantes, pero en general con unas temperaturas medias muy suaves, unas precipitaciones escasas pero torrenciales, unos vientos fuertes y constantes y una importante radiación solar con numerosas horas de sol. Si tenemos en cuenta que la mayor parte de la población canaria se concentra en las costas, donde están las capitales y los principales centros turísticos, podemos decir que nos encontramos ante un clima desértico cálido, único en el ámbito europeo y que diverge del resto de climas que se dan en otros territorios de la UE.
Con lo que las islas poseen una condiciones climáticas particulares alejadas de las zonas mediterráneas, aunque dada la escasa relevancia que, tanto a nivel territorial como poblacional, tiene el archipiélago canario respecto al total de Europa, los legisladores nacionales obvien esta singularidad climática, como se demostró con el fracaso de la asignación de la zona climática A3 en el Documento Básico HE Ahorro de energía 2006 para las áreas costeras del archipiélago (por debajo de los 800 m), tomada de la localidad peninsular con aquellas características que más se podían asimilar a las condiciones climáticas de Canarias: Cádiz, pero que sin embargo se demostraron en la práctica inviable, dando lugar a unos resultados en el cálculo de la etiqueta energética muy alejados de la realidad, que conllevó a la necesidad de generar una zona climática específica para las costas canarias (hasta los 350 m de altura): el alfa3, en la posterior revisión del código técnico, mediante la Orden FOM/1635/2013 del 10 de septiembre por el que se actualiza el Documento Básico DB-HE.
Pues bien, del mismo modo, parece necesario hacer una revisión en cuanto a las estrategias necesarias para el diseño de los EECN para las condiciones particulares del archipiélago, que nada tienen que ver con cualquier otra región de Europa.
Metodología
Cuando hablamos de arquitectura pasiva se suele cometer un grave error, que es asociar los conceptos de Passivhaus y edificio pasivo, como si fueran sinónimos. Un edificio pasivo es aquel que puede ofrecer un grado de confort razonable a los usuarios mediante mecanismos únicamente arquitectónicos y no tecnológicos, mientras que el estándar passivhaus funciona por medio del empleo constante de equipos activos (al menos renovación de aire) aunque se limita mucho el consumo de estos.
La arquitectura que sí es realmente pasiva es la arquitectura tradicional, ya que llevaban años haciéndolo por pura necesidad: la falta de recursos y medios ha sido la chispa que ha encendido el ingenio de nuestros antepasados y ha propiciado el desarrollo de -posiblemente- la arquitectura más inteligente con la que nos podemos encontrar. Es la manera tradicional de construir la arquitectura, con lo que es un sistema contrastado a lo largo de los años, aprovechándose de las condiciones favorables del clima (sol en invierno, viento en verano, etc.) al tiempo que se protege de aquellos indeseados (sol en verano, viento del norte en invierno, etc.).
En este sentido, las estrategias principales empleada por la arquitectura tradicional canaria son tres (Martín del Toro, 2015): la inercia térmica, el control solar y la ventilación.
Inercia térmica
Una alta inercia térmica permite obtener uno de los objetivos más deseables en un edificio: la estabilidad térmica; amortiguando en el tiempo los efectos de los cambios en la temperatura y reduciendo la oscilación de temperaturas en la cara interior respecto a la que actúa sobre la cara exterior de la pared.
Los gruesos muros de piedra que presenta la arquitectura tradicional canaria suponen una elevada inercia térmica. Estas paredes de gran espesor, además de contribuir en la estabilidad de los edificios y en la protección contra el agua, poseen capacidad de aislamiento acústico y contribuyen, en gran medida, al equilibrio de las temperaturas en el interior de los edificios. Un muro tradicional -con una transmitancia térmica del orden de 0,4 w/h m ºC- consigue que la onda térmica que le traspasa tenga un desfase de 20 horas con una amortiguación del 99,5%, lo que supone crear un ambiente interior de lo más confortable posible en la vivienda (Álvarez-Ude, 2004).
Control solar
La necesidad de evitar la incidencia de la radiación solar directa sobre las superficies exteriores del edificio y, más aún, de su ingreso a través de los vanos del mismo, resultan estrategias imprescindibles en climas cálidos y templados. Conseguir esta protección solar en los períodos calurosos al tiempo que se permiten las ganancias solares en las épocas más frías es el éxito de un correcto diseño bioclimático.
La casa canaria orienta su fachada principal y su patio hacia el sur o sureste, no sólo para protegerse de los vientos del alisio, sino también para el correcto aprovechamiento solar, con las máximas ganancias energéticas en invierno y las mínimas en verano.
Los huecos de las casas canarias no presentan elementos de protección solar puesto que el propio espesor de los muros – junto con el inteligente diseño de las carpinterías- lo hace innecesario.
Otros elementos de protección solar son los patios, balcones y galerías. Los primeros permanecen en sombra durante la mayor parte del día, protegiendo su ámbito de la radiación solar directa, manteniendo así más baja la temperatura del aire que la media exterior, efecto que se refuerza con la común presencia de abundante vegetación. Por otro lado, balcones y galerías protegen las fachadas del calentamiento directo de los muros, creando una zona de protección bajo ellos, siendo aprovechada como punto de acceso en las viviendas.
Ventilación
En condiciones de alta humedad, la comodidad térmica resulta mucho más difícil. En el extremo opuesto, en condiciones de muy baja humedad, también se llega a un punto de molestia, en el que la sequedad del aire reseca las mucosas nasales y dificulta en gran medida la respiración. La solución para ambos extremos -independientemente de si las condiciones de temperatura son altas o bajas-, consiste en producir una adecuada ventilación.
La transpirabilidad de las cubiertas, junto a la holgura de las carpinterías se convierte en una estrategia de renovación en la que se elimina con facilidad el aire caliente y húmedo que se estratifica en las capas más altas de la vivienda. La casa rural juega con la ventilación cruzada a través de grandes huecos, ventanas o puertas, en las zonas de sotavento y pequeños ventanucos o postigo en la de barlovento. La sabia combinación de la apertura o cierre de ambos permite controlar la ventilación para garantizar la renovación y el confort térmico.
La celosía, en ventanas o balcones, permite una ventilación constante al tiempo que impide la excesiva velocidad del aire, ideal en climas húmedos y calurosos, donde la ventilación se presenta como la única solución para eliminar el exceso de humedad y reducir la sensación térmica del interior.
Pero el elemento más importante de la casa canaria de cara su ventilación es el patio, ya que se encarga de recoger y acondicionar el aire antes de introducirlo en la vivienda.
Resultados
Lo cierto es que las características climáticas y del medio natural en Canarias se acercan en muchas localizaciones y en una buena parte del año a las condiciones de confort, tanto en la vertiente norte como en la sur, a pesar de las diferencias climatológicas entre ambas, por lo que las posibilidades de encontrar soluciones arquitectónicas con sistemas de adecuación sencillos y globalmente económicos son muchas.
Un ejemplo de esto, puede ser el hecho de que con el simple cumplimiento de las exigencias del CTE DB HE 2006 -que no contempla la utilización de soluciones pasivas de acondicionamiento térmico como ventilaciones cruzadas, sistemas solares pasivos, sistemas de bajo coste de regulación de la humedad siendo este aspecto fundamental en la sensación final de confort, etc.-, las dos capitales Canarias están muy cerca de llegar a los valores de demanda de refrigeración que marca el estándar passivhaus, siendo nulas las demandas de calefacción (Martín del Toro, 2014).
El tipo de construcción tradicional de la edificación en las islas buscaba la estabilidad térmica interior incorporando para ello técnicas y materiales aceptados por el uso que, debido a la cultura local adquirida a lo largo de los años, permitían crear el ambiente interior más confortable posible en la vivienda. A ello se unía una forma de habitarla que ayudaba a ese confort. Estas técnicas perdidas pueden ser recuperadas y reinterpretadas para una arquitectura contemporánea de consumo energético casi nulo. En este punto, es fundamental conocer cuáles son las estrategias de diseño con las que podemos contar, descubriendo aquellas que han sido probadas de forma satisfactoria a lo largo de los años, a través de la experimentación cotidiana.
Por medio del correcto empleo de estrategias bioclimáticas es posible que se proyecten y construyan -al menos en las costas de las Islas Canarias- edificios que cumplan con las exigencias reglamentarias establecidas para los EECN por medio del empleo de sistemas de control pasivo y sin necesidad de recurrir a elementos mecánicos de climatización para garantizar el confort térmico de los usuarios (Martín del Toro, 2017), -como se ha comprobado por medio de simulaciones informáticas (Montesdeoca Calderín, 2016)-, con la ventaja de consumos energéticos y mantenimiento que ello supone.
La arquitectura vernácula es la adaptación de la arquitectura al entorno, por lo que funciona de manera armónica con el clima de la zona, al modo de una arquitectura abierta, mientras que el estándar passivhaus basa su funcionamiento en crear unas condiciones ideales interiores a partir de un espacio aislado, estanco y cerrado, del cual haya sido excluida la influencia del medio físico externo, en lo que se conoce como arquitectura cerrada, por lo que se pierde la relación con el entorno inmediato, algo muy apreciado en un entorno como el canario.
Por otro lado, el precio de una vivienda realizada bajo el estándar passivhaus viene a costar entre un 5 o 25% más (López de Rego, 2016) que una bioclimática, que no supone aumento de coste, aunque si supone un mayor esfuerzo de desarrollo de proyecto y no siempre es fácil encontrar profesionales que nos garanticen un resultado satisfactorio.
Discusión y conclusiones
Mientras que Passivhaus se presenta como un sistema totalmente estandarizado y homologado, para poder garantizar los resultados (algo controvertido en climas como el de Canarias) necesita de una arquitectura basada en envolvente sobre-aislada y el empleo de equipos, junto a unos altos valores de estanqueidad (si abrimos una ventana el sistema pierde su sentido) que independice totalmente el ambiente interior del exterior, con lo que terminamos viviendo en un «submarino».
Por contra, frente a esta arquitectura sistemática, la bioclimática diseña un «traje a medida» donde el esfuerzo no se encuentra en aislarnos del exterior creando un microclima interior, sino ser parte del entorno e interactuar con él, donde los usuarios reaccionan cambiando su ropa, la actividad, la postura, etc., o cambiando su entorno mediante el uso de dispositivo de protección solar móvil, apertura y cierre de los huecos, para la adecuada regulación del paso u obstrucción de los distintos agentes climáticos por medio de elementos como portones, cristales, fraileros, cortinas, etc.
Por tanto, podemos decir que en el estándar Passivhaus el esfuerzo se pone en el edificio -más aislamiento, más estanqueidad, más equipos, etc. y por tanto más dinero- mientras que en la bioclimática el esfuerzo se pone en el trabajo del proyectista, razón por la cual su correcta elección va a ser la garantía o no de un adecuado resultado final.
El estándar Passivhaus es una gran solución para una gran mayoría de los casos, pero no para todos. Es evidente que no hay solución perfecta, ni universal y luchar contra este principio nos puede llevar a cometer errores. No tiene sentido su aplicación en un clima donde el confort térmico a lo largo del año se consigue con una hamaca y una sombrilla, y -todo lo más- con un ventilador. Lo fundamental sería estudiar las estrategias bioclimáticas de la arquitectura tradicional canaria y aplicarla a la arquitectura contemporánea. Muchas de las estrategias bioclimáticas que presenta la arquitectura tradicional canaria están vigentes hoy día. Hace falta detenerse un momento en un proceso de reflexión y recuperar el conocimiento olvidado para hermanarlo con las últimas tecnologías, tanto constructivas como energéticas, de sistemas de climatización ó TICs.
La Arquitectura que viene es la que sabe combinar inteligentemente la arquitectura que se relaciona con su entorno más inmediato -del mismo modo que lo hace la tradicional- con los últimos avances en materiales, sistemas constructivos, energías renovables y tecnología inteligente (domótica, inmótica, smart cities, etc.). Es decir, es una arquitectura bioclimática, sana, inteligente, económica, eficiente, respetuosa con el medio, etc. y por tanto SOSTENIBLE.
Referencias
- Álvarez-Ude, L., 2004, Análisis de los materiales empleados en la edificación en la isla de Lanzarote desde una perspectiva medioambiental, Caja Insular de Ahorros de Canarias, Las Palmas de Gran Canaria.
- Bastian, Z. & Arnautu, D., 2017, Building Certification Guide, Passive House Institute, Darmstadt.
- Martín del Toro, E., 2015 , Estrategias bioclimáticas en la arquitectura tradicional canaria, (Tesis doctoral). Universidad de Las Palmas de Gran Canaria, Las Palmas de Gran Canaria.
- Montesdeoca Calderín, M., 2016, Estrategias para el diseño bioclimático de edificios nZEB en climas desérticos cálidos aplicando el modelo de confort adaptativo: el caso particular de las costas de las Islas Canarias, (Tesis doctoral). Universidad de Las Palmas de Gran Canaria, Las Palmas de Gran Canaria.
- Martín del Toro, E., 2014, ¿Passivhaus en Canarias?, Sustentable & Sostenible [online] http://blog.deltoroantunez.com/2014/03/passivhaus-en-canarias.html (6 marzo 2014)
- Martín del Toro, E., 2017, La implantación de los nZEB en Canarias, Sustentable & Sostenible [online] http://blog.deltoroantunez.com/2017/06/la-implantacion-de-los-nzeb-en-canarias.html (5 junio 2017)
- López de Rego, A., 2016, Cuánto más cuesta construir “pasivo”, CTE ARQUITECTURA [online] http://www.ctearquitectura.es/arquitectos/passivhaus-y-eecn/cuanto-mas-cuesta-construir-pasivo (8 agosto 2017)
- end-use Efficiency Research Group, s.f., El proyecto Passive-On [online] http://www.eerg.it/passive-on.org/es (20 septiembre 2017)
- Wassouf, M., 2012, Edificios passivhaus construidos en climas cálidos, Semana de la energía sostenible de Victoria-Gasteiz [online] http://www.vitoria-gasteiz.org/wb021/http/contenidosEstaticos/adjuntos/es/57/07/45707.pdf (12 julio 2017)