Para entender la importancia que ya tienen y van a seguir teniendo en un futuro inmediato los Edificios de Consumo energético Casi Nulo o ECCN, si es que tal vez queda alguna duda al respecto, es conveniente empezar hablando de cambio climático. Las visualizaciones de datos elaboradas por Antti Lipponen, investigador del Instituto Meteorológico de Finlandia, basadas en los datos públicos recopilados por la NASA, muestran de manera gráfica el aumento de las temperaturas anómalas en el último siglo, año a año, representadas por países divididos en zonificaciones continentales. El estudio de las mismas nos lleva a asegurar la tendencia alarmante del calentamiento global en toda la superficie terrestre, independientemente de la zona climática y del nivel de desarrollo de los países, concluyendo en el mes de Julio, el mes más caliente de la historia desde que se recopilan datos, siempre según fuentes de la NASA.
Unido a este inexorable aumento de las temperaturas, el aumento de la acumulación de emisiones de CO2 en los países más desarrollados está sufriendo un incremento exponencial desde los años sesenta del pasado siglo.
Ante estas evidencias, argumento incontestable frente a los todavía incrédulos, podemos hablar de Cambio Climático sin peligro de sonrojarnos.
Teniendo en cuenta que las actividades edificatorias suponen en torno a un 40% de las emisiones de CO2, según datos de los últimos años, el sector de la construcción se plantea qué podemos hacer para contribuir en la lucha frente a este imperante Cambio Climático. Desde nuestra perspectiva, tenemos en nuestras manos herramientas inmejorables para obtener un gran impacto positivo sobre el Cambio Climático: los ECCN y el estándar Passivhaus, vinculados a la industrialización.
ECCN. DE DÓNDE VENIMOS Y A DONDE VAMOS.
Por otra parte, no se puede obviar que la Normativa inexorablemente nos ha llevado hacia los Edificios de Consumo Casi Nulo, con esos horizontes permanentemente en revisión de emisiones 0 incluso para edificios activos a lo largo de las próximas décadas.
Desde las primeras recomendaciones definiendo unos valores de Energía Primaria de los edificios según zonas climáticas y usos, pasando por las siguientes revisiones de la normativa estatal tratando de adecuar los requisitos y exigencias de nuestra normativa a las exigencias europeas en constante evolución, observamos unos valores máximos por debajo de los cuales ya se encuentra el estándar Passivhaus desde su definición en el año 1991. En respuesta a los que critican la defensa del estándar Passivhaus como exponente de los ECCN, de esta comparación se puede deducir que, ya desde el año 1991, y aún en mayor medida con la revisión de los parámetros Passivhaus para incorporar las energías renovables y la generación de energía, el estándar Passivhaus está y estará en punta de lanza dentro de los valores de Eficiencia Energética de los ECCN.
PASSIVHAUS. ¿CÓMO SE CONSIGUE?
Aunque a estas alturas es bastante conocido en el sector de la construcción, nunca está de más que el diseño de un edificio Passivhaus debe estar basado en 5+1 principios básicos sobre los que desarrollar el resto de aspectos técnicos, los cuales no son pocos. Trabajando sobre estos 5+1 principios básicos, conceptualmente conseguimos una alta incidencia sobre la reducción de la demanda energética del edificio, aumentando la calidad constructiva del edificio y por tanto su durabilidad y ausencia de patologías, influyendo en el confort térmico y acústico de los usuarios.
EL AISLAMIENTO: Uno de los principios básicos del estándar Passivhaus es conseguir que sus edificios funcionen de una forma pasiva conservando el calor o el frío en su interior gracias al aislamiento térmico. La diferencia entre el funcionamiento de un edificio Passivhaus a uno convencional, la encontramos comparando el funcionamiento de un termo, que conserva el calor/frío gracias a una óptima envolvente, con una cafetera convencional, que necesita de un sistema activo para mantener el calor. Se debe por tanto garantizar la regla del rotulador, de forma que tengamos una envolvente continua súper aislada en todo el edificio, tanto en fachadas y cubiertas como en suelos. Solo si conseguimos dibujar con un rotulador (sin levantarlo del papel) una línea continua por toda la envolvente del edificio, estaremos ante una capa de aislamiento continua. Este aislamiento de altas prestaciones protege del calor y del frío, reduce la demanda de energía y el riesgo de aparición de patologías. Con ello conseguimos que la temperatura interior de los paramentos sea uniforme y elevada, alcanzando un alto confort térmico con menos temperatura del aire interior. Dicho aislamiento debe colocarse estratégicamente al exterior, con el objeto de minimizar puentes térmicos y aprovechar la inercia térmica de los materiales de construcción interiores.
PUENTES TÉRMICOS: se aspira a tener una envolvente libre de puentes térmicos. Entendemos por puente térmico las zonas de los elementos constructivos donde se produce una variación de su uniformidad, ya sea por un cambio de material, espesor, etc., lo que conllevaba una reducción de la resistencia térmica del cerramiento. Este es un aspecto importante en el papel que cumple el aislamiento en los edificios: la continuidad. Una interrupción de dicho aislamiento supone un puente térmico y por lo tanto una fuente de pérdida de energía considerable. Si esto no es posible deben minimizarse en su mayor medida. El estándar Passivhaus exige definir y cuantificar los puentes térmicos del edificio, al tener un gran impacto en el resultado del balance energético y en el confort interior.
CARPINTERÍAS EXTERIORES: Las ventanas tienen un papel fundamental dentro del estándar Passivhaus. De nada sirve crear una envolvente continua súper aislada y sin puentes térmicos, si a la hora de tratar sus diferentes huecos no lo hacemos con las mismas prestaciones. Además, gracias a que el sol pasa a través de ellas, somos capaces de calentar el interior del edificio, por lo que debemos aprovechar al máximo la energía solar, y evitar que se pierda. Unas ventanas de calidad nos aseguran un confort térmico tanto en invierno como en verano. Las ventanas deben tener valores Uw instalada de hasta 0,85 W/(m²K). Para ello, son esenciales marcos de ventanas de altas prestaciones y triple acristalamiento. El acristalamiento debe tener un alto factor g de transmitancia de energía solar de 0,50 a 0,55 por lo general. De esta manera, la radiación solar contribuye a la reducción de la demanda de calefacción. Se trata por tanto de carpinterías con muy baja transmisión térmica y vidrios triples, bajo emisivos, con gases nobles en las cámaras, que evitan que la temperatura en su cara interior baje de los 17º en pleno invierno. De esta manera contribuimos a mantener un gran confort térmico (ausencia condensaciones), eliminando la sensación de pared fría, y alcanzando un gran aislamiento acústico.
HERMETICIDAD: En un edificio Passivhaus debemos evitar el paso incontrolado de aire a través de la envolvente, ejecutando una correcta capa hermética. Las consecuencias de no ejecutarla correctamente serían las pérdidas térmicas que se producirían cuando la temperatura exterior baja, las filtraciones agua desde el exterior en caso de fuertes lluvias acompañadas de viento, e incluso la fuga de aire húmedo desde el interior que puede provocar una degradación de los materiales aislantes, y por tanto la aparición de moho. De igual modo, aparecerían corrientes de aire, afectando al confort del interior y al balance energético del edificio. Por tanto, la envolvente térmica del edificio debe estar rodeada por una línea hermética, y para ello utilizamos la regla del lápiz. Solo si conseguimos dibujar con un lápiz (sin levantarlo del papel) una línea continua por toda la envolvente del edificio, entonces estaremos ante una capa estanca. En general, la capa hermética se coloca en la cara interior del aislamiento. De esta manera, cumple además los requerimientos de barrera o freno de vapor. La hermeticidad, factor clave en el estándar Passivhaus, debe comprobarse mediante un test de hermeticidad en obra, obteniéndose un valor máximo n50 de 0,6 /h.
VENTILACIÓN MECÁNICA CON RECUPERACIÓN DE CALOR: El estándar Passivhaus amplía el concepto de ventilación presente en el CTE, y propone un sistema de ventilación mecánico controlado de doble flujo, creando dos redes de conducciones, una de extracción que expulsará el aire viciado al exterior, y otra de impulsión o admisión, que no necesariamente tienen que estar conectadas al exterior (mediante rejillas en la fachada o accesorios en las carpinterías). Por tanto, todas las habitaciones del interior de la envolvente térmica se ventilan (en el periodo de calefacción) por un sistema de ventilación con recuperación de calor, el auténtico pulmón de la vivienda. El porcentaje de recuperación de calor η debe ser de al menos el 75%, de manera que se pueda garantizar la eficiencia del sistema y el confort de la habitación. La demanda total de electricidad del equipo ventilación no debe exceder de 0,45 Wh/m³. Este sistema de ventilación tiene las siguientes ventajas:
– Mejora la estanqueidad y el aislamiento acústico del edificio al minimizar las aperturas de admisión en las fachadas.
– Mejora la calidad del aire interior porque dispone de filtros, y tenemos control sobre los niveles de humedad y CO2.
– Puede incorporar baterías o elementos para atemperar el aire de admisión.
Como se puede observar, conceptualmente estos planteamientos no son muy diferentes, aunque sí considerablemente más estrictos, que los adoptados por el CTE en su última revisión vigente: mejora de las prestaciones de la envolvente y uso de energías renovables para minimizar el consumo de energía.
Además de estos 5 principios, en un diseño Passivhaus debemos tener en cuenta que los aparatos eléctricos estén diseñados con eficiencia energética, para tener controlados los valores de consumo. Otro factor importante es que los acristalamientos de gran tamaño en el lado sur y los acristalamientos hacia el este y el oeste deben estar equipados con protecciones solares colocadas en el exterior de manera que en verano la carga solar pueda ser minimizada y no se produzca en temido sobrecalentamiento. (Fig. 3)
De esta manera, y cumpliendo con todos los criterios de confort especificados por el Passivhaus Institüt, alcanzamos la definición teórica de edificio Passivhaus: aquel edificio que puede garantizar el confort térmico suministrando la energía para la calefacción y/o refrigeración solo a través del aire de ventilación. Este caudal de ventilación sería el mínimo necesario para garantizar la higiene en las estancias interiores. La experiencia nos dice que esta definición no es válida en todos los casos, entre otras cosas porque adquiere especial importancia un último principio extra que es la adaptación al clima local del estándar y las diferentes soluciones de diseño y constructivas, especialmente para evitar el sobrecalentamiento.
Para conseguir el objetivo con éxito, es muy importante actuar sobre los 5+1 principios de manera simultánea y coordinada entre sí, contrastando las soluciones en el software de cálculo oficial PHPP, con el objetivo de llegar a un equilibrio energético y económico. El rigor tanto en el diseño como en la construcción es fundamental, con todos los agentes intervinientes implicados y coordinados. Debemos medir y comprobar todos los pasos que se vayan dando. Y en última instancia no debemos dejar de demostrar los logros alcanzados mediante la monitorización del edificio.
PASSIVHAUS. ¿POR QUÉ EN MADERA?
Son muchos los argumentos para acometer un proyecto Passivhaus con sistemas constructivos o estructurales basados en la madera, desde los puramente naturalistas o “verdes”, a los netamente económicos. A continuación, se intenta sintetizar esta variedad de argumentos en 5 puntos:
AUSENCIA DE PUENTES TÉRMICOS: las propiedades térmicas e higroscópicas del propio material ayudan de manera determinante a generar envolventes continuas donde la presencia de puentes térmicos se ve minimizada por la configuración del propio sistema estructural. Con una lambda de 0,13 w/mK podemos llegar a conseguir envolventes térmicas en las que todo el espesor de la fachada es aislamiento, como por ejemplo en las soluciones de entramado ligero o platform frame. Para soluciones basadas en paneles estructurales, tenemos la ventaja de que el espesor estructural contribuirá a una definición de una baja transmitancia del cerramiento, y contribuirá a la hermeticidad del edificio.
INDUSTRIALIZACIÓN: hoy en día pocas son las obras en las que la madera estructural se trabaja de forma artesanal. En menor o mayor medida la industrialización de la madera se ha extendido en el panorama constructivo, desde la simple mecanización en taller de las secciones estructurales en algunos ejemplos de entramado ligero, hasta la prefabricación casi completa de algunos modelos modulares transportables. La industrialización de la madera aporta precisión y garantía de una correcta ejecución. Permite ejecutar en taller partidas críticas como la hermeticidad y la eliminación de puentes térmicos, y da una mayor posibilidad de control tanto en proyecto como en obra, minimizando los errores constructivos.
ECONOMÍA: si por algo brilla la construcción en madera es por su rapidez de ejecución, más si cabe si se combina con una industrialización y pre-montaje en taller inteligentes. Rapidez y facilidad de puesta en obra por tanto son sinónimos de construcción en madera. La no necesidad de operarios altamente cualificados o especializados abarata los costes de contratación y aumenta la disponibilidad de mano de obra, lográndose una alta productividad. La ligereza de las soluciones disminuye la cuantía y el alcance de los medios auxiliares y de transporte, abaratando los costes para el constructor y por tanto para el promotor.
MERCADO: las soluciones constructivas basadas en sistemas estructurales en base madera optimizan los espesores de la envolvente como más arriba se ha explicado, de forma que tenemos más aislamiento en menos espesor, garantizando hermeticidad y ausencia de puentes térmicos de una manera sencilla. Este factor deriva en una relación superficie útil / superficie construida muy interesante para el promotor de viviendas, ya que le va a permitir vender más metros cuadrados de vivienda en menos superficie construida.
CONSTRUCCIÓN ECOLÓGICA: no debemos olvidar que Passivhaus es un estándar de eficiencia energética basado en la limitación de la demanda tanto de calefacción como de refrigeración. Es por tanto un estándar netamente energético. Siendo esto una de sus grandes virtudes, es también uno de sus puntos débiles, debido a que denota una falta de carácter ecológico o verde, que otros sellos como el Minergie sí que contemplan en alguna de sus variantes. Es ahí donde la madera entra con fuerza, presentándose como material que complementa la componente netamente energética del Passivhaus con todos sus matices “verdes”. No debemos olvidar que las construcciones en madera, tanto en su ciclo de vida como por ser sumideros de CO2, se colocan a la cabeza de las construcciones sostenibles.
CONCLUSIONES
Entre las principales ventajas del uso de la madera en Passivhaus se encuentra la rapidez y precisión de ejecución, pues al tratarse de elementos estructurales, paredes y techos industrializados su puesta en obra es inmediata y con escasas posibilidades de errores. Permite que todos los trabajos se realicen en seco, eliminando así los tiempos de fraguado de materiales convencionales. También acaba con las molestias asociadas a las obras en entornos urbanos como el ruido y el polvo.
Hay que resaltar, por otra parte, el posible ahorro económico -no solo por la disminución de los plazos de obra- sino por tratarse de un material estructural más simple que los tradicionales, que, al ser más ligero, abarata también los costes de cimentación y de medios auxiliares. Estas comparativas con la construcción tradicional adolecen de falta de rigor al no tener en cuenta todas las variables que influyen en el precio final de una obra.
Asimismo, el impacto medioambiental de la madera es menor en todo su ciclo de vida, evita el consumo de agua en obra, a lo que hay que añadir sus elevadas cualidades como aislamiento térmico (de cara a favorecer el ahorro de energía) y acústico.
La madera es un material natural, renovable, reutilizable y reciclable, por tanto, óptimo para la economía circular.
Por todo ello, podemos concluir que la madera es probablemente el material idóneo para acometer un edificio Passivhaus de cualquier escala con garantías de éxito y desde una perspectiva ecológica y sostenible, permitiéndonos responder a los Valores de Sostenibilidad y Salud de la Nueva Bauhaus mediante un triple escenario de descarbonización. En fase de fabricación y montaje mediante la utilización de madera para estructura, subestructuras y cerramientos, y fibra de madera como aislante. Por otra parte, descarbonización en fase de uso, siendo una construcción basada en estrategias pasivas, certificada Passivhaus, uso de energías renovables, y un rendimiento energético óptimo con baja carga de sistemas activos. Por último, una construcción en seco y reversible, de forma que en el desensamblaje del edificio se pueda reutilizar la totalidad de los elementos de madera, disminuyendo de forma drástica la generación de residuos al final de la vida útil del edificio, y descarbonizando esta última fase.
FOTO DE PORTADA: Casa del Peregrino del Camino de Santiago en Zegama. Edificio certificado Passivhaus Classic. blancodelprim arquitectos. Foto: Jorge Allende.