Comunicación presentada al IV Congreso Edificios Energía Casi Nula:
Autores
- Santiago Muelas, Director General, American Building System (ABS)
- Álvaro Martinez, Técnico Designer, American Building System (ABS)
- Nicolás Bermejo Presa, Responsable de Concept Sales e Innovación, SAINT-GOBAIN y Adjunto Dirección de Marketing SAINT-GOBAIN ISOVER
Resumen
En esta comunicación, presentamos la estrategia y trabajos realizados para alcanzar el objetivo de conseguir una vivienda mejor: confortable, con consumo de energía casi nulo, respetuosa con el medio ambiente y con coste moderado mediante el uso de madera y sistema industrializado para disminuir el coste y la energía embebida, certificación Passivhaus o de consumo casi nulo, para disminuir la energía de uso y Análisis de Ciclo de Vida para identificar el impacto de la casa desde la cuna a la tumba.
Introducción
Los avances técnicos han mejorado nuestra vida, pero también han mostrado el frágil equilibrio del medio ambiente. Por esta razón y teniendo en cuenta la Legislación y la ética, debemos reconsiderar la manera de diseñar y construir. Nuestra propuesta se basa en:
- Industrialización, que recoge los avances técnicos y los convierte en ahorro de energía y de costes.
- Análisis para conocer y atenuar el impacto ambiental en todas las etapas de su vida útil.
- Aplicación de los requerimientos de la Certificación Passivhaus, reconociéndolos como la mejor aportación del siglo XX a la mejora de la construcción.
- Procesos administrativos para agilizar los trámites y disminuir el coste de sus intervenciones.
- Unión de empresas y técnicos con responsabilidad social. Este proyecto recopila los conocimientos y materiales de diez empresas empeñadas en este fin (1).
Presentamos el resultado de los trabajos de estas empresas para el diseño y construcción de la primera vivienda industrializada que cuenta con una declaración ambiental verificada y una certificación del Passivhaus Institute.
Industrialización
La construcción industrializada mecaniza el diseño y la producción con tecnología avanzada. Sus componentes se integran en un proceso que mejora la calidad a la vez que acelera y abarata el conjunto. Profundiza en la personalización, necesaria para cualquier vivienda, sin la repetición de errores propia de proyectos de una sola unidad.
Para dar forma física a esta iniciativa hemos construido una vivienda industrializada, de 96m2, con un porche 10 m2. Se compone de dos módulos espaciales y transportables. Por lo tanto, hemos podido aplicar el sistema industrial para su construcción y podríamos reubicarla en el futuro. Tiene tres dormitorios, un vestidor, dos baños, un salón comedor, cocina y el cuarto de instalaciones.
La climatización consta de aerogeotermia para la entrada de aire exterior, un recuperador de calor y aerotermia para el ACS y las puntas de demanda de calor o frio.
Análisis del ciclo de vida
Participamos de la fiebre que persigue que todo lo producido, utilizado y mantenido, sea lo más respetuoso con el medio ambiente. En el sector de la edificación reconocemos nuestra responsabilidad e influencia en el calentamiento global. Por eso aplicamos sistemas que se transformen en hechos concretos.
Lo primero que cambiamos es la manera de diseñar los edificios. Para tener evidencias científicas realizamos un modelo de Análisis de Ciclo de Vida sobre la vivienda y plasmamos los resultados en una declaración ambiental verificada según uno de los programas más reconocidos a nivel mundial: The International EPD® System, basada en la PCR 2013:01 Prefabricated buildings v. 1.1.
El modelo de ACV, el registro de datos y el impacto medioambiental se han calculado utilizando el software de ACV Simapro 8. Se ha utilizado el modelo de impacto CML-IA baseline v 4.1, junto con la base de datos de ACV Ecoinvent 3.3 y EPDs® de productos del grupo Saint Gobain para la obtención de los datos de inventario de los procesos. El modelo de Impacto EDIP 2003 ha sido utilizado para el cálculo de los indicadores de residuo. El inventario de las materias primas utilizadas ha sido tomado directamente de la vivienda analizada.
El ACV es una relación de todos los impactos positivos y negativos. Estos se miden en cada etapa de la vida “de la cuna a la tumba”: extracción de las materias primas, etapa de construcción industrializada, su uso hasta el final, con indicadores ligados a los desperdicios, las emisiones y el consumo de recursos.
De los resultados, se observa que, debido a la baja necesidad energética en su etapa de uso, los materiales tienen una contribución fundamental. La Etapa de producto (A1-A3) es la etapa con un mayor impacto. Representa como mínimo el 69% del impacto total para las siguientes categorías de impacto: Cambio climático, Agotamiento de recursos abióticos y Consumo de energía.
El consumo de agua se produce en la Etapa de uso y representa el 87% del consumo total. La producción de residuos se reparte entre la Etapa de Fin de Vida (44% de la producción total de residuos) y la Atapa de Producto A1-A3 (40% de la producción total de residuos). Debido al potencial de reutilización, en el módulo D se consigue un gran ahorro en el impacto. Como ejemplo, el ahorro conseguido en el módulo D sobre el Calentamiento global equivale al 55% del impacto total del ciclo de vida y al 73% sobre el consumo de energía.
El modelo de ACV, el registro de datos y el impacto medioambiental se han calculado utilizando el software de ACV Simapro 8. Se ha utilizado el modelo de impacto CML-IA baseline v 4.1, junto con la base de datos de ACV Ecoinvent 3.3 y EPDs® de productos del grupo Saint Gobain para la obtención de los datos de inventario de los procesos. El modelo de Impacto EDIP 2003 ha sido utilizado para el cálculo de los indicadores de residuo. El inventario de las materias primas utilizadas ha sido tomado directamente de la vivienda analizada.
Requerimientos PASSIVHAUS
El confort en una vivienda es una sensación muy compleja de determinar y de definir. Tiene múltiples aspectos y todos están relacionados: el confort térmico, el acústico, el visual, o la calidad del aire. Si pasamos cerca del 90% del tiempo en el interior, estos aspectos adquieren mayor importancia.
La influencia de la arquitectura en una vivienda industrializada sobre el confort final es directa y en este proyecto se deben recoger estos parámetros:
- Ubicación, suponiendo que el proyectista tenga libertad de elección.
- Orientación teniendo en cuenta: el acceso, el recorrido del sol para que entre en los dormitorios en algún momento del día, el viento dominante y la mejor panorámica.
- Diseño, basado en un buen conocimiento del usuario para atender sus necesidades, pero también al descanso visual de un ángulo suavizado, o una viga bien apoyada.
- El coeficiente de forma, evitando salientes innecesarios, que, con frecuencia ocultan una incapacidad para diseñar con formas sencillas.
- La superficie envolvente del edificio es la superficie de intercambio de temperatura. Por lo tanto, a mayor superficie, mayor dependencia de la temperatura exterior y consumo.
- La separación clara de las zonas de día y de noche y la amplia comunicación entre cocina y comedor.
- Si hay vegetación perenne es mejor que la casa mire a esta su cara norte; si es caduca, la cara sur.
La vivienda, certificada por el Passivhaus Institute, cumple con los requerimientos de dicho estándar: demanda para climatización inferior a 15 Kwh/m2/a, una demanda global de energía primaria inferior a 120 Kwh/m2/a y un valor de hermeticidad n50 inferior a 0.6 renovaciones hora.
La vivienda está monitorizada y ha sido diseñada desde el principio pensando en el confort del usuario final, con especial consideración en los siguientes aspectos:
Aislamiento térmico y acústico
Vivir cómodamente, sin sacrificios innecesarios y respetando el medioambiente posible. Esta vivienda lo demuestra partiendo del diseño y materiales adecuados.
La envolvente está eficazmente aislada con lanas minerales que cumplen cuatro funciones: aislamiento térmico, acústico, protección contra incendios y durabilidad (contra xilófagos). En la siguiente tabla, se detallan las soluciones técnicas adoptadas en la envolvente de la vivienda:
Es decir: gran aislamiento térmico, compacidad estructural, libre de puentes térmicos, ventanas con triple acristalamiento, con cámaras que pueden contener argón o kriptón y con marcos con rotura de puente térmico. Objetivos: un valor de la U de 1.0 a 1.5 W/(m2 K), incluyendo el marco y un factor solar de 0.6 para el acristalamiento. Dependiendo de la orientación, deberemos balancear entre el factor solar y los vidrios bajo emisivos.
Puentes térmicos
Puentes térmicos son las zonas de la envolvente en las que se evidencia una variación de la uniformidad.
Incrementan el consumo energético, reducen el confort y pueden producir condensaciones potencialmente dañinas. Es necesario por lo tanto, eliminarlos o minimizarlos. Tras el cálculo y simulación, los valores de los encuentros más significativos de nuestro proyecto fueron las uniones:
Una práctica que permite hacer “visible” lo “invisible” es la termografía, mediante la cual podemos detectar fácilmente la existencia de puentes térmicos o defectos constructivos:
Ventilación y estanqueidad
La calidad y la temperatura del aire interior son el objetivo para el confort de sus ocupantes. Para conseguir una buena calidad del aire y una alta eficiencia energética se requiere un sistema de ventilación regulado y combinado con la recuperación del calor del aire extraído. Y esto solo es posible si la envolvente del edificio es estanca.
La vivienda, tiene membranas, bandas y sellantes Vario que garantizan la estanquidad al aire, comprobada con el ensayo Blower door, inferior a 0.6 renovaciones por hora con una presión de 50 Pa.
La vivienda cuenta con un sistema de ventilación de doble flujo cuyas ventajas son:
- Flujo de aire limpio constante hacia el interior, con un detector de CO2 que aumenta la ventilación cuando hay una concentración de CO2 mayor de 1.000 ppm.
- Evita el riesgo de condensaciones.
- No mezcla el aire limpio y el sucio.
- Recuperación de calor que reduce de forma considerable el consumo energético del edificio.
- Altos requisitos de confort, por ejemplo, velocidad máxima del aire en los espacios de 0,1 m/s y distribución uniforme de la temperatura en todos los espacios de la vivienda.
Aerogeotermia
Aerogeotermia podríamos definirla como geotermia superficial de bajo coste. Los años de este siglo han batido records. El máximo sobrecalentamiento permitido por el estándar Passivhaus es del 10%, lo que significa que la vivienda no puede superar los 25˚C durante más de un 10% de las horas. Es un valor exigente.
Con la ventilación a través del recuperador de calor se obtiene un porcentaje de sobrecalentamiento superior al 10%. Si aprovechamos la obviedad de que la casa se sombrea a sí misma y que debajo de ella siempre hay casi la misma temperatura, resulta un gran ahorro energético, pues la temperatura de entrada al recuperador no será la del aire exterior sino la de la geotermia superficial.
Procesos administrativos
Existiendo la intención de dar sentido al artículo 47 de la Constitución que dice: Los poderes públicos promoverán las condiciones necesarias y establecerán las normas pertinentes para hacer efectivo el derecho a una vivienda digna. etc. debemos recordar dos hechos:
Coste de la licencia municipal
Según el Tribunal Supremo, cuando se instala una vivienda con módulos construidos fuera del municipio, la base imponible para calcular la licencia debe aplicarse al coste de su instalación y no al coste de lo instalado. 1) Sentencia del TS del 3 de abril de 1996: «El objeto del ICIO no está constituido por el valor de lo instalado sino por el coste de su instalación”. Ratificada por las sentencias siguientes del mismo T.S., de fechas 18/06/1.997, 24/5/1.999, 15/4/2000, 7/10/2.000 y 15/2/2.010.
Esfuerzo en la compra de una vivienda
Por encima de los 5,1 años del salario bruto necesario para comprar una casa, su adquisición se considera SEVERAMENTE INACCESIBE. Este grafico del Banco de España muestra que se necesitan 7 años de salario bruto para pagar una casa. Si no se toman medidas, la aplicación del CTE, reformado según la Directiva Europea nº 31, encarecerá la compra y ampliará aún más estos siete años.
Conclusiones
La ambiciosa apuesta europea en favor de los ECCN tendrá efectos muy beneficiosos, pero debemos recordar que estamos diseñando el lugar de los sueños de sus ocupantes y que los edificios deben ser primero económicamente viables, tanto en la compra como en su mantenimiento, segundo, garantizar su confort, y tercero, como aportación al conjunto social, reducir el impacto ambiental de su vivienda. Esta experiencia ha tratado de demostrar que es posible bajar el coste de la vivienda, cumpliendo el nuevo CTE, mejorando el confort y ahorrando energía drásticamente.
Referencias
- (1) Las diez empresas son: Isover, ABS, Vand Arquitectura, Deceunink, Parsan, Roto Frank, Euronit, Zehnder, Saint Gobain Glass, Iso Chemie.
- Condiciones técnicas de los procedimientos para la evaluación de la eficiencia energética de los edificios. Ministerio de Fomento. Ministerio de Industria, Energía y Turismo.
- ISO 14040:2006: Environmental Management-Life Cycle Assessment-Principles and framework.
- ISO 14044:2006: Environmental Management-Life Cycle Assessment-Requirements and guidelines. ISO
- PCR 2013:01 Prefabricated buildings v. 1.1.
- UNE-EN 15804:2012+A1:2013 Sustainability of construction works – Environmental product declarations – Core rules for the product category of construction products.
- General Programme Instructions for the International EPD® System
- EeBGuide. Guidance Document – Part B: Buildings – Operational guidance for life cycle assessment studies of the Energy-Efficient Buildings Initiative. European Commission.
- WRAP, Net Waste Tool. Guide to Reference Data
- National Association of Home Builders, Bank of America Home Equity 2007, Study of Life Expectancy of Home Components.