Comunicación presentada al IV Congreso Edificios Energía Casi Nula:
Resumen Proyecto
Descripción del proceso de selección de elementos constructivos para la caracterización de la envolvente, conclusiones y cálculos para el diseño de dos viviendas Passivhaus pareadas, (que se encuentran en construcción) en Villanueva de la Cañada. El tipo de construcción se realiza mediante sistemas tradicionales, mediante estructura mixta (hormigón-metálica) y fachadas de fábrica. El proceso de diseño comienza con un análisis de estrategias bioclimáticas que se cuantifican y potencializan por medio de varias simulaciones energéticas que finalmente se traducen en la forma arquitectónica, procesos constructivos, eficiencia energética de la edificación y mayor confort para los usuarios.
Memoria descriptiva
Agentes del Proyecto
- Promotor: Dña. Mª Isabel Taracido Serrano. Dña. Mª Elena Taracido Serrano.
- Proyectistas: Proyecto realizado por Clara Ulargui Aparicio, Arquitecto colegiado nº 16843 del Colegio Oficial de Arquitectos de Madrid (COAM). Sobre una modificación de un proyecto realizado por Clara Ulargui Aparicio y Eva Lucas Segarra.
- Dirección Obra: Dña. Clara Ulargui Aparicio, D. Francisco de Paula Crespo García, con Nº 6.203 del Colegio Oficial de Aparejadores y Arquitectos Técnicos de Madrid.
Otros Agentes:
- Estudio de soleamiento: Dña Daniela Gómez Lizarazo. Arquitecto. Experta en bioclimatismo.
- Estudio de instalaciones de climatización: Domingo Gonzalez Arias de Saunier Duval.
- Estudio de ventilación: Gaizka Pérez. Zehnder Group Iberica Indoor Climate, S.A.
- Estudio de sistema de estanqueidad: Iñigo Miranda Onhaus.
- Constructora: Barchan. S.A.
Antecedentes
Se recibe encargo por parte de la propiedad para construirse dos viviendas pareadas de consumo casi nulo en Villanueva de la Cañada.
Para la construcción de las viviendas contaban con 3 parcelas orientadas al este. El primer trabajo que se realizó consistió en la reparcelación de las mismas, unificándolas en 2 parcelas de (563,48 y 486,48) m2 respectivamente, consiguiéndose una orientación con un eje norte sur puro.
La topografía de las parcelas es muy suave, prácticamente horizontal en toda su extensión.
Descripción del Proyecto
El proyecto responde a la intención de construir un edificio de consumo casi nulo, en el que se han utilizado técnicas de bioclimatismo unidas al cumplimiento del estándar Passivhaus.
Cumpliendo con los siguientes requisitos:
- Demanda máxima de calefacción 15 kWh/(m²año).
- Demanda máxima de refrigeración 15 kWh/(m²año).
- Demanda máxima de energía primaria 120 kWh/(m²año).
- Hermeticidad de la envolvente exterior de máximo 0,60 renovaciones /h (con una presión de 50 Pascales).
Volumetría
La volumetría definida trata de aprovechar al máximo la orientación sur para captar la mayor radiación solar posible y así disminuir la demanda energética de las viviendas, siempre de acuerdo con las limitaciones establecidas por la normativa urbanística. Las viviendas (las dos son iguales pero simétricas) se componen de tres volúmenes entorno a un patio.
Desarrollo Funcional
El programa funcional propuesto por la propiedad de ambas viviendas demandaba una zona de día amplia compuesta de salón comedor y cocina, un aseo, 1 dormitorio de invitados con baño propio en planta baja y con cierta independencia, 3 dormitorios para niños con dos baños vinculados a los dormitorios, una sala de estar vinculada a estos dormitorios, un dormitorio principal con cuarto de baño y vestidor, un pequeño estudio, una terraza en la cubierta, un garaje para dos plazas de aparcamiento y una bodega con un aseo.
La solución adoptada resuelve el programa de necesidades en dos bloques unidos a través de un tercero que alberga las comunicaciones verticales. Estos tres bloques delimitan un patio abierto. Los dos volúmenes de uso tienen dimensiones diferentes para adecuarse a su uso. El bloque norte, el más cercano al acceso, contiene el garaje en semisótano, el dormitorio de invitados con baño y el aseo en planta baja y el dormitorio principal en planta primera. Al colocar el garaje en semisótano este volumen emerge por encima del bloque sur mejorando la captación solar del dormitorio de invitados. Por otro lado, el bloque sur contiene la cocina y salón comedor en planta baja y los 3 dormitorios de los niños con dos baños, así como la sala de estar de los niños en planta alta. Este bloque carece de sótano y está a una altura inferior que el bloque norte para permitir el acceso solar al resto de estancias. El tercer bloque, el de comunicaciones, alberga el acceso a la vivienda y las escaleras que comunican todas las plantas. En la planta alta este bloque acoge también una zona de estudio en el distribuidor que comunica la planta de niños con el dormitorio principal y desde donde se accede a través de una escalera a la cubierta del bloque sur. Este bloque de comunicaciones contiene también en sótano el cuarto de instalaciones. Por último, bajo el patio que forman los tres bloques se encuentra la zona no vividera de bodega que ventila y se ilumina a través de un pequeño “patio inglés” a media altura y un pequeño aseo.
Prestaciones del Edificio
A parte de las prestaciones típicas de cualquier edificio que cumpla con código técnico, (seguridad estructural, seguridad en caso de incendios, seguridad de utilización, condiciones de higiene, salud y protección del medio ambiente, protección frente al ruido, y ahorro de energía) el edificio suma a dichas prestaciones obligatorias las prestaciones típicas de los edificios Passivhaus.
Estas son:
- Excelente aislamiento térmico
- Carpintería de altas prestaciones
- Estanqueidad. Evitar infiltraciones
- Ausencia de 5 puentes
- Ventilación mecánica con recuperador de calor
Memoria constructiva
Caracterización de los elementos que componen la fachada.
Sustentación del Edificio y Sistema Estructural
Dadas las características del terreno se proyecta una cimentación mediante zapatas corridas de hormigón armado en los muros y zapatas aisladas en los pilares, unidas entre sí mediante vigas de atado.
La estructura soporte del edificio se resuelve mediante muros de hormigón armado y fábrica de 1 pie de ladrillo maciza desde la cimentación hasta el forjado de planta baja. Para el soporte del resto de plantas se utilizan pilares metálicos.
La estructura horizontal se ha resuelto mediante forjados reticulares de canto 25+5 con bloques perdidos de hormigón y losas macizas de hormigón armado.
Sistemas de Envolventes y Acabados
El cerramiento tipo del edificio se proyecta de dos hojas revestidas con un sistema de aislamiento térmico por el exterior. El cerramiento está constituido por: enfoscado exterior de 1 cm de espesor, 18 cm de aislamiento térmico de poliestireno expandido EPS gráfico con conductividad térmica 0,031 W/mK sobre medio pie de ladrillo perforado tosco. Sobre esta hoja se coloca una lámina de estanqueidad al aire, pero permeable al vapor de agua. Para proteger la lámina se coloca tabicón de ladrillo hueco doble de 7 cm acabado con un enlucido de yeso y pintura plástica lisa.
Las cubiertas no transitables, se compone de grava de 5 cm de espesor, lámina asfáltica auto protegida, formación de pendientes de mortero, 45 cm de poliestireno extruido XPS y lámina de polietileno como barrera de vapor sobre el forjado reticular 25+5 de bloques perdidos de hormigón en el caso del bloque norte y sobre losa de 18 cm en el caso del bloque de comunicaciones. Bajo el forjado reticular se coloca falso techo directo y bajo la losa en el bloque de comunicaciones se enluce directamente. En ambos casos se termina con pintura plástica lisa.
El suelo en contacto con el terreno del espacio habitable de planta baja (cocina y salón comedor) se resuelve con una losa solera de 25 cm de espesor sobre 10 cm de panel rígido de poliestireno extruido XPS, lámina de polietileno y encachado de grava de 45 cm de espesor. Por el interior se termina con un suelo radiante refrescante compuesto por film de polietileno, panel aislante, mortero.
En el caso del garaje, la sala de instalaciones, la bodega y la solera de la terraza exterior se resuelve mediante una solera de 15 cm de espesor sobre lámina de polietileno y 45 cm de encachado de grava. El acabado final en la zona de instalaciones y garaje será mediante un pavimento continuo de cuarzo gris.
En el caso de la solera bajo la escalera de bajada al sótano, distribuidor 7 y parte de la bodega se resuelve: solera de 15 cm de espesor sobre 10 cm de panel rígido de poliestireno extruido + lámina de polietileno + encachado de 45 cm de grava.
El acabado final general es un gres porcelánico recibido sobre cemento cola.
La carpintería exterior será de aluminio con rotura de puente térmico. El acristalamiento se adecua a la dimensión y la orientación de la ventana. En las ventanas con orientación norte y oeste el acristalamiento será triple, de baja emisividad con una composición de vidrio: 4+4 Bajo emisivo/16 Argón/4/16 Argón/4+4 Bajo emisivo con una transmitancia térmica de 0,65 W/m2K. Por otro lado, en las ventanas con orientación sur se utiliza un acristalamiento doble 6/20Argón/4 Bajo emisivo y de seguridad 4+4/20Argón/4+4Bajo emisivo en las ventanas de grandes dimensiones con una transmitancia térmica en ambos casos de 1,1 W/m2K.
Sistemas de Acondicionamiento e Instalaciones
Calefacción
Para la calefacción, se propone un sistema de suelo radiante en todas las estancias combinado con radiadores de tipo toalleros a baja temperatura en los aseos. El sistema elegido responde a un criterio de confort interior. El suelo radiante esta alimentado por una bomba de aerotermia. Genia Air 8 de Saunier Duval.
Refrigeración
Para la refrigeración, se propone un sistema de suelo radiante en todas las estancias. El sistema elegido responde a un criterio de confort interior.
Ventilación
El edificio cuenta con un sistema de VENTILACIÓN mecánica de doble flujo con recuperador de calor para garantizar la renovación de aire. Con posibilidad de realizar free cooling.
Iluminación
Se prevé el uso de leds en todas las luminarias.
Automatización y Control
Existen sistemas de automatización para todos los equipos de climatización y ventilación.
Energías Renovables in situ o en el entorno
Tipos Energías Renovables
Se utilizará energía termo solar para el calentamiento del ACS y en un futuro se dispondrá de energía solar fotovoltaica para autoconsumo.
Proceso de selección de elementos constructivos para la caracterización de la envolvente y conclusiones del diseño
Mediante simulación energética, con el programa informático Design Builder, se realiza una simulación dinámica del modelo, con el objetivo de definir y calcular, el mejor sistema constructivo para lograr nuestro objetivo.
Se tienen en cuenta los muros perimetrales de la parcela y las futuras posibles edificaciones que arrojarían sombra la vivienda.
Se consideran los parámetros de Passivhaus para diseño, como la temperatura interior constante en invierno a 21ªC, la estanquidad.
Partimos de una envolvente térmica que se corresponde con con parámetros de transmitancia térmica superiores a los exigidos por CTE y los que parecen recomendables para el diseño de viviendas Passivhaus en climas Templados. Esto se traduce en transmitancias para los elementos de la envolvente entre (0,2-0,3) W/m²K y transmitancias en ventanas de alrededor de 0,1 W/m²K.
Así realizaremos una primera simulación con los siguientes parámetros:
Tanto la demanda de calefacción como la de refrigeración se encuentran por debajo de lo que solicita el CTE pero por encima del estándar Passivhaus.
Estudiamos el gráfico de balance de cargas, (situado en la página siguiente), para examinar que elemento constructivo es responsable de la demanda energética.
En la figura superior se representa, por meses y según barras apiladas, la carga térmica asociada a cada elemento de la envolvente, siendo estas positivas, si se sitúan por encima del eje x y negativas si se sitúan por debajo.
En la figura inferior se representa la energía requerida al sistema resultado del balance de cargas.
Así, podemos observar que la máxima responsable de las demandas de calefacción en invierno son las pérdidas de carga por muros, seguidas de las pérdidas de carga por ventanas y techos.
A partir de esta situación se hacen simulaciones energéticas que cambian estos elementos de la envolvente obteniendo los siguientes resultados:
Partiendo del cambio de SATE a 18 cm se realiza el estudio de las diferentes composiciones de vidrios:
Presupuesto y viabilidad económica
El presupuesto total por vivienda, incluyendo cerramiento de la parcela, asciende a 456.320€ (1.191,59€/m²).
Cumplimiento DB-HE ahorro de energía
Certificaciones energéticas y ambientales
Calificación A obtenida en el certificado de eficiencia energética de edificios.
Imágenes proyecto
