Comunicación presentada al III Congreso Edificios Energía Casi Nula:
Autores
- Pere Linares, Responsable Técnico House Habitat
- Jaime Llamas, Responsable Ejecución, House Habitat
- Artur García, Asesor energético, Zero Consulting
- Juan Ortega, Responsable Prescripción, Siber Ventilación
- Santiago Pascual, Ingeniero Industrial, Siber Ventilación
Resumen
En el distrito de Gracia, en pleno centro de Barcelona, se levanta el edificio más alto de la Ciudad Condal realizado sobre rasante exclusivamente de madera. Una vivienda proyectada cumpliendo el CTE y criterios para conseguir un Edificio de Consumo Casi Nulo (ECCN) con construcción sostenible y respetuosa con la salud de sus habitantes. Un ejemplo de ello es la madera de su estructura, un recurso natural y renovable que procede de bosques donde se realiza una gestión sostenible como garantiza el sello PEFC. La vivienda incorpora también un sistema de renovación de aire con recuperador de energía de alta eficiencia que permite ventilar la casa sin necesidad de abrir las ventanas; así como aerotermia, una fuente de energía renovable.
Introducción
House Habitat, empresa especializada en construcción sostenible en España, ha construido un edificio con estructura de madera de cinco plantas, el más alto de este tipo en Barcelona. Se trata de un edificio de cinco plantas, con una vivienda unifamiliar, situada en el distrito de Gracia, de 346 metros cuadrados construidos, levantada sobre un solar entre medianeras de 75 m2.
Este proyecto innovador se ha abordado desde su origen con el objetivo de lograr la máxima eficiencia energética con la finalidad de conseguir sustanciales ahorros en facturas de suministros a lo largo de la vida útil del edificio. De ahí que en la construcción se hayan utilizado las técnicas y materiales más avanzados que cumplen con la triple premisa de lograr altos resultados en reducción de gasto de energía, sin menoscabar el entorno y perjudicar a la salud. A las ya conocidas prestaciones aislantes de la madera, se añaden aislantes naturales como la fibra de madera en panel. Las ventanas son de doble cristal y las persianas por el exterior para garantizar la hermeticidad de la vivienda.
La vivienda incorpora un sistema de renovación de aire de doble flujo con recuperador de energía de alta eficiencia y una batería de agua para atemperar el aire que llega a las habitaciones, que permite ventilar la casa sin necesidad de abrir las ventanas de forma continua, garantizando salud, confort y eficiencia energética. La aerotermia, dota a la casa de agua caliente además de alimentar las baterías conectadas al sistema de Ventilación (Calidad del aire interior). Según los cálculos realizados, se estima que el gasto medio mensual en calefacción, refrigeración y agua caliente sea de 62 euros, correspondientes a un consumo de energía anual de 31 kWh/m2.
Descripción
El edificio, incorpora varias innovaciones a destacar, con de fin de integrar el edificio sostenible, saludable y eficiente en una zona altamente poblada como es la ciudad de Barcelona.
- Innovación en productos y materiales.
- Innovación en sistemas constructivos.
- Simplificación en la puesta en obra.
- Sostenibilidad y Salud.
La materia prima utilizada es totalmente renovable y certificada. Para su estructura y aislamiento se ha utilizado madera de bosques gestionados sosteniblemente (PEFC). Proceso de transformación de materia prima en producto constructivo con muy baja energía. Procesos mecanizados. Cumpliendo con la normativa vigente (CTE).
La construcción se ha realizado totalmente en seco, sin agua ni derivados. Uniones limpias con acero protegido, estabilidad al fuego 60 minutos. Láminas transpirables exteriores y láminas interiores reguladores de la humedad. Desde el punto de vista de la salud pinturas interiores con pigmentos naturales, instalación eléctrica biocompatible, aislamiento natural interior de fibra de madera. Para garantizar el cumplimento del CTE DB HS3, se incorpora un sistema de ventilación de doble flujo con recuperación de calor de alta eficiencia. Gracias a los filtros F7 incorporados en el recuperador, se eliminan del aire exterior las partículas de polen, polvo y elementos en suspensión, mejorando así la calidad del aire interior.
Conceptos del Diseño Energético
El principio utilizado ha sido la disminución de la Demanda energética gracias a la aplicación de medidas pasivas, como son la mejora de la envolvente térmica, diseño libre de puentes térmicos, ventanas de altas prestaciones, control de las infiltracionesy elementos de protección solar. Combinado con instalaciones de alta eficiencia, aerotermia para la generación de ACS y climatización, junto a la ventilación VMC DF Siber de alto rendimiento para así conseguir salud, confort y ahorro para los usuarios finales.
Acciones Pasivas para la disminución de la demanda
Aislamiento realizado por el interior de la estructura con fibra de madera natural, producida según la EN 13171, con una conductividad térmica 0,038 W/ (m*K), se han instalado 14 cm en las fachadas, 14 cm en las medianeras y 20 cm en la cubierta.
Diseño libre de puentes térmicos, mediante SATE de 4cm con fibra de madera exterior, producida según la EN 13171, con una conductividad térmica 0,048 W/ (m*K).
Ventanas de altas prestaciones, con rotura d puente térmico, doble cristal (U= 1,4 W/m2K) bajo emisivo, factor sola de g=0,42, que permite la reducción de hasta el 58% de la radiación solar en verano y marcos de madera.
Protección solar mediante persianas exteriores, metálicas apilables de lama graduable, con caja de persiana sin registro interior y sin puente térmico.
Acciones Activas para el ahorro energético
El sistema de ventilación de alta eficiencia VMC DF Siber Sky 3, permite intercambiar la energía del aire que es expulsado de la vivienda con el aire que se introduce en la misma, para dar lugar a la renovación del aire. En invierno, cuando se extrae aire caliente de la vivienda, se recupera gran parte del calor que contiene este, cediéndolo al aire que entra desde el exterior. De igual modo, en verano el aire más frio del interior de la vivienda, enfría el aire que entra más caliente desde el exterior de la misma, además con la activación del “by-pass” o también conocido como “free-cooling”, conseguimos un refrescamiento adicional nocturno, cuando las condiciones lo permiten. De este modo, se producen importantes ahorros energéticos acompañados de confort y salubridad, que proporcionar el aire limpio y renovado.
El uso de una batería de agua, permite el acoplamiento entre el sistema de ventilación para garantizar la calidad del aire y el sistema de climatización de la vivienda. La batería se intercala en el circuito de insuflación que va desde el recuperador a los locales secos de vivienda, por ella pasa el aire renovado procedente del exterior, que ya ha recuperado parte de la energía del aire que extraemos. Simultáneamente, podemos hacer circular agua caliente o fría por la batería desde la aerotermia, de manera que permite calentar o enfriar más el aire que entra a la vivienda, consiguiendo un doble efecto, por un lado la renovación del aire de la misma y por otro, si logramos que la temperatura del aire de entrada a la casa sea mayor o menor a la temperatura de confort en la misma en invierno y verano, respectivamente, conseguimos una apoyo o incluso cubrir la carga necesaria para climatizar la vivienda.
El sistema de aerotermia instalado en la vivienda es una bomba de calor Genia Air 5 de la marca Saunier Duval. Este sistema es el encargado de producir calor o frio para dos usos, por un lado obtener el agua caliente sanitaria para su uso en la vivienda; y por otro, permite la climatización de la vivienda a través del calentamiento o enfriamiento del fluido presente en el circuito de climatización conectado a la batería de agua del Sistema Ventilación Siber.
Conclusiones
Con el apoyo de las herramientas de simulación energética y realizando un análisis de los resultados con Energy Plus y/o CALENER, podemos desarrollar proyectos de edificios de muy bajo consumo energético. Un proyecto bien elaborado desde el punto de vista de medidas pasivas (envolvente térmica y estanca al aire) combinado con la incorporación de instalaciones eficientes reducidas a la mínima expresión, podemos llegar a proyectar con un coste óptimo edificios reales y de muy bajo consumo o también conocidos como Edificios de Consumo Casi Nulo (ECCN), tal y como se indica en la Directiva europea 2010/31 relativa a la eficiencia energética de los edificios.
Una de las principales ventajas a destacar en este tipo de edificaciones, gracias a la integración de las medidas pasivas con instalaciones eficientes, son el confort y la salud para el usuario final.
Además, tal y como se ha presentado en esta comunicación podemos ofrecer un plus de sostenibilidad y Salud a los usuarios utilizando componentes y productos naturales de cercanía.
Los resultados de las simulaciones que tendremos oportunidad de cotejar con la realidad arrojan un ahorro significativo de la vivienda de más del 75%, respecto al edificio de referencia según CALENER. Se han conseguido excelentes resultados de demanda en calefacción y refrigeración estando estos por debajo de los 15 kWh/m2.
Agradecimientos
José Javier García, Arquitecto del proyecto.
Magí Cuberta, Arquitecto Técnico del proyecto.
Joan Vilà, Gerente Nexe, Técnico estructura de madera del proyecto.
Referencias
- Código Técnico de la Edificación, en su Documento Básico de Salubridad, apartado HS3. Calidad del aire interior, Marzo 2006. España.
- Parlamento Europeo, 2010, DIRECTIVA 2010/31/UE DEL PARLAMENTO EUROPEO Y DEL CONSEJO de 19 mayo de 2010 relativa a la eficiencia energética de los edificios (refundición), Bruselas, Bélgica.
- RD 235/2013. De 05 abril 2013. Certificación de eficiencia energética de los edificios.
- UNE 171330, sobre Calidad Ambiental en Interiores.