Residencial Basa de la Mora, es un proyecto residencial ECCN de 230 viviendas, ubicado en Zaragoza construido en 3 fases mediante el estándar Passivhaus. La primera fase, con 81 viviendas, recibió la certificación Passivhaus Classic en marzo de 2019.
El artículo trata sobre las principales estrategias de diseño pasivo aplicadas en el edificio en un clima desfavorable para el alcance del balance energético, la aplicación de los cinco puntos del estándar mediante documentación de proyecto, avances de obra, las soluciones de diseño activo y los resultados obtenidos en su simulación energética.
Basa de la Mora forma parte de un conjunto edificado en manzana situado en Miralbueno, área en el límite de la ciudad de Zaragoza.
El edificio se está construyendo en tres fases, con compromiso de certificación passivhaus classic. Supone el primer edificio EECN en construcción de grandes dimensiones dentro de la estrategia 2017-2020 de Grupo Lobe.
Las viviendas tienen una media de 85 m² de superficie y 3 o 4 dormitorios, son pasantes y cuentan con grandes terrazas en voladizo a las que se accede desde las estancias principales, proporcionando amplia protección solar de los huecos más expuestos.
La presencia de ventanas en ambas fachadas permite la ventilación cruzada en todas las viviendas.
DESCRIPCIÓN DEL EDIFICIO. MODO DE SIMULACIÓN ENERGÉTICA
El edificio tiene 8 alturas sobre rasante, con planta baja libre y viviendas dúplex con ático ocupando las dos plantas que coronan el edificio.
Al formar parte de una manzana existe gran variación de la orientación de las fachadas y de las sombras que producen los edificios adyacentes sobre ellas. Como la simulación energética a través de la herramienta PHPP es unizona, se optó por dividir el modelo energético del edificio en módulos con comportamiento energético similar para acotar posibles descompensaciones térmicas entre viviendas. La unidad de simulación ha sido la escalera, de manera que la validación del cumplimiento del estándar passivhaus se verifica por grupos de 14 viviendas, a las que se accede desde un mismo portal.
La comprobación de hermeticidad se realiza en cada una de las viviendas.
Las zonas comunes y cajas de escalera no se encuentran climatizadas, pero su envolvente presenta características térmicas de acuerdo con esquema incluido en el manual de PHPP, referente a la envolvente térmica en contacto con la caja de escaleras (PHI, 2015, pág.74). Para evitar la simulación de estas zonas como ambiente exterior, se aplica un factor de temperatura calculado según norma ISO 13798 “Prestaciones térmicas de los edificios. Coeficientes de transferencia de calor por trasmisión y ventilación. Método de cálculo”. Los muros de separación entre viviendas se consideran adiabáticos, pues todas las viviendas van a estar certificadas. El factor de reducción de temperatura “b” (según ISO) o “ft” (según PHPP) supone un factor de reducción adimensional que se utiliza en PHPP para “bonificar” la pérdida de calor hacia la zona no calefactada correspondiente que tiene una temperatura distinta a la exterior a lo largo del año. El factor “b” o “ft” representa la diferencia de temperatura entre esta zona no climatizada y el exterior, pues al multiplicarlo por la U (W/m²K) del cerramiento pasamos a tener una transmitancia más favorable, y por tanto una menor transferencia de calor:
SOLUCIONES CONSTRUCTIVAS
La fachada se ha resuelto con albañilería de doble hoja, alcanzando un valor U de 0,23 W/m²K.
La cubierta y el forjado de suelo de planta primera incorporan aislamiento por el exterior hasta alcanzar valores U de 0,19 W/m²K y 0,2 W/m²K respectivamente. La transmitancia de los muros vivienda-escalera se sitúa en torno a 0,4 W/m²K. Las carpinterías colocadas tienen marcos de PVC con transmitancia Uf = 1 W/m²K e incorporan vidrios triples con lámina bajo emisiva, alcanzando una transmitancia térmica Ug = 0,6 W/m²K, y g=0,46. Las cámaras están rellenas en un 90% de gas argón y en un 10% de aire. Las ventanas y balconeras situadas en salones y dormitorios incorporan persianas motorizadas de PVC aisladas con EPS, con una transmitancia en cajón de 0,7 W/m²K.
La solución de estanqueidad al aire se resuelve en paramentos horizontales mediante la capa de compresión del forjado de hormigón. En los paramentos verticales, se resuelve mediante el despiece prefabricado de planchas de poliestireno, tanto expandido como extruido, con posterior sellado de juntas mediante pintura polimérica estanca.
La conexión entre ambos paramentos se garantiza a través de zunchos de hermeticidad previstos en estructura y sellado de encuentros mediante pintura polimérica estanca.
Los ensayos Blowerdoor que se están realizando en fase de obra presentan resultados promedio n50 de 0,26 ren/h (ISO 9972).
TRATAMIENTO DE PUENTES TÉRMICOS
El diseño arquitectónico de Basa de la Mora ha compatibilizado criterios energéticos con criterios de promoción comercial, optimización económica y planificación de obra. Esta convivencia se traduce en un edificio con rentabilidad inmobiliaria que alcanza los requisitos del estándar passivhaus a través de soluciones constructivas sencillas que suponen una evolución a partir de la tradición constructiva de la zona. El cálculo analítico ha sido vehículo de optimización para, a través de sucesivas iteraciones, explorar las soluciones constructivas y tratamiento de encuentros necesarios para el edificio y el clima concreto en el que nos encontramos, evitando sobredimensionamientos. En todos los casos se ha comprobado el cumplimiento de los criterios de higiene y de confort.
Relación entre longitud (negro) y flujo de calor (gris) en función de la transmitancia térmica lineal [W/mK] del puente térmico. Cálculos según ISO 10211/ ISO 14683.
El tratamiento de los puentes térmicos del edificio se ha concentrado en la resolución de aquellos más numerosos y que suman una mayor cantidad de metros lineales, pues suponen mayores pérdidas térmicas al edificio. Al ser la longitud del puente térmico directamente proporcional al flujo de calor ϕ [W] intercambiada con el exterior, la optimización pasa por afinar prioritariamente los puentes térmicos más numerosos. En el caso de Basa de la Mora, son los puentes térmicos de instalación en perímetro de carpinterías y los muros de fachada interrumpidos por terrazas.
Para resolver estos últimos, se incorporan elementos de alta resistencia térmica embebidos en los forjados, dando continuidad al aislamiento de fachadas. La continuidad de estos elementos de baja conductividad térmica se consiguió trazando el forjado unidireccional de hormigón con viguetas paralelas a fachada, de manera que una fila de bovedillas de hormigón se sustituye por tacos continuos de EPS, únicamente interrumpidos por las vigas de pórticos estructurales. En estos puntos se realiza un tratamiento específico para cumplir los criterios del estándar.
SISTEMAS ACTIVOS
Nuestro objetivo al elegir el sistema de climatización ha sido resolver con un solo equipo la producción térmica para ACS y climatización, limitando sobrecostes en instalaciones. El sistema escogido es aerotermia individual aire-agua para producción de calor, frío y ACS, con suelo radiante-refrescante como unidad terminal. Los equipos utilizados son de alta eficiencia y el suelo radiante permite impulsar el agua a baja temperatura: 35 ºC en invierno y 18 ºC en verano. El sistema cuenta adicionalmente con batería de calor y frío (agua entorno a 7º y 50º, respectivamente) en el conducto de impulsión de ventilación, para pre-acondicionar el aire limpio impulsado a las estancias. La climatización mediante superficies radiantes es bien conocida por su capacidad de aporte de confort y bienestar, y su inercia la hace idónea para una vivienda pasiva que se va a utilizar como primera residencia.
La elección de sistemas basados en consumo eléctrico forma parte de nuestra estrategia de electrificación de la demanda energética de las viviendas. Así nos adelantamos a un posible futuro de producción renovable y aportamos flexibilidad a la comunidad para instalar producción fotovoltaica de autoconsumo. Además, evitamos el peaje mensual del precio fijo a pagar por la disponibilidad de otras fuentes de energía adicionales, como el gas.
Se ha instalado un sistema de ventilación individual de doble flujo con recuperación de calor programado con tres velocidades dentro del rango de caudales certificado PHI. El rango de caudales real del aparato es mayor, quedando esta prestación a disposición del usuario para poder ventilar en modo free-cooling de verano. El sistema de distribución en estrella escogido facilita el equilibrado final de caudales en boca a través del pre-equilibrado en la caja de distribución, mediante piezas capaces de compensar la pérdida de carga que se produce en los conductos largos. El precálculo en oficina posibilita que la tarea de equilibrado final en obra sea rápida y sencilla, agilizando un proceso que ha de verificarse vivienda por vivienda.
DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES
En la simulación energética de edificios de viviendas en altura influye notablemente el factor de forma en el resultado final. A mayor volumen de aire interior a climatizar y menor superficie de paramentos en contacto con el exterior, se pueden cumplir los criterios passivhaus con menos sobrecostes respecto a un edificio construido según CTE 2013. Las transmitancias necesarias en cerramientos no son tan bajas como las que requiere una unifamiliar y las pérdidas por puentes térmicos, en proporción, no son tan críticas en el balance de energía final.
En cuanto a la incorporación de elementos continuos de baja resistencia térmica en forjados, hemos concluido que la ejecución de viguetas paralelas a fachada no es imprescindible para obtener resultados que cumplan los criterios passivhaus, pues la proporción entre nervio (12 cm) y ancho de bovedilla (60 cm) permite calcular un puente térmico ponderado suficientemente favorable.
La simulación energética con PHPP escalada a edificios multifamiliares requiere una inversión de tiempo elevada. Dado el número de elementos a manejar, con cifras como 200 particiones de ventana por escalera o más de 60 puentes térmicos calculados en el edificio, resulta indispensable encontrar modos de trabajo que sistematicen las comprobaciones y vinculen la evolución y optimización en el diseño, tan cotidiana los procesos de proyecto, con la verificación de cumplimiento de requisitos passivhaus. Automatizar y digitalizar en lo posible el trabajo de medición e introducción de datos en la herramienta PHPP es el camino para reducir tiempos de iteración en cálculo y fomentar que el estándar se extienda a equipos de trabajo reducidos que por falta de recursos no puedan asignar profesionales con dedicación completa a la simulación y cálculo passivhaus. Un modo de trabajo bidireccional diseño-simulación, como el que posibilitan los entornos BIM, facilitaría la evolución del estándar al poder dedicar más tiempo a sacar conclusiones y a optimizar las soluciones constructivas utilizadas.
La herramienta de modelado y exportación designPH es un paso en esta dirección, pero presentaba hasta hace pocos meses errores en aspectos esenciales como la simulación de sombras, factor importante a controlar con precisión en climas mediterráneos.