Procés de disseny
Com funciona una casa passiva?
Ho admetem, ens apassionen les cases passives i per això no ens cansem d’explicar-vos com funciona una casa passiva, ja sigui via blog, correu electrònic, telèfon, reunions a l’estudi… ens encanta explicar-vos en què consisteix això de construir-se una casa ecològica de consum nul, el que es coneix com una casa passiva.
I és que, qui no vol reduir el consum energètic a casa?
Qui no vol deixar de pagar factures d’electricitat, de gas o d’aigua?
Qui no vol viure en una casa que s’escalfa sense necessitat de calefacció?
I que a més estigui fresca sense necessitat d’aire condicionat?
I si a més us diem que tot això es pot dur a terme amb materials naturals i sans que transpiren, que generen un ambient interior saludable a la temperatura i humitat adequades i lliure de tòxics?
Segur que ens direu que això val una fortuna!
A Slow Studio ens hem proposat que això no sigui així, que jugant amb estratègies clau de l’arquitectura passiva tradicional com obrir finestres a l’orientació adequada, aconseguir ventilacions naturals per refrescar la casa i treballar amb materials naturals que acumulen calor, és possible construir una casa passiva de forma econòmica.
Per a això és necessari entendre com funciona una casa passiva, quines són les estratègies clau perquè una casa aprofiti els recursos naturals de què disposa en el seu entorn immediat i aconseguir el confort interior reduint les necessitats energètiques al mínim, de manera que es puguin cobrir mitjançant energies renovables, netes i barates.
Aquest és el tema que tractarem en l’article d’avui, perquè entengueu en què consisteix i com funciona una casa passiva, així com quins són els factors clau que marcaran la diferència amb una casa convencional.
Vegem com funciona una casa passiva.
Què és una casa passiva
Bé, abans d’entrar en detall per saber com funciona una casa passiva, no està de més recordar de què va això de les cases passives, perquè la realitat és que són cases en les quals s’aplica el sentit comú i el coneixement tradicional dels materials, del terreny i de l’entorn on estem construint per fer-lo treballar al nostre favor i aconseguir el confort interior a un cost mínim.
Així, una casa passiva és una casa que utilitza estratègies de l’arquitectura passiva per funcionar de forma eficient, arribant a reduir el consum de l’ordre d’un 60 a un 90% respecte a una casa convencional.
Les estratègies de l’arquitectura utilitzen elements de disseny o de la mateixa arquitectura per aconseguir guanys energètics; per exemple, una finestra col·locada a l’orientació sud o un porxo per protegir-nos del sol a l’estiu són senzilles estratègies que ens ajuden a entendre com funciona una casa passiva.
Com funciona una casa passiva
Vegem en detall com funciona una casa passiva; per fer-ho, ens hem de basar en dos factors clau:
1- Reduir la demanda energètica
2- Generar l’energia restant mitjançant fonts renovables
1- Reduir la demanda energètica
Reduir la demanda és el factor clau per entendre com funciona una casa passiva.
Per reduir la demanda energètica, haurem d’aplicar una sèrie d’estratègies durant el disseny de l’habitatge. L’objectiu fonamental és aprofitar les característiques de l’entorn i optimitzar els sistemes constructius en relació amb aquest.
Aprofitar la radiació solar
Aprofitar la llum i la radiació solar és quelcom fonamental en qualsevol tipus d’arquitectura, però quan es tracta d’una casa passiva, aprofitar el sol és essencial.
El sol és una font d’energia inesgotable que proporciona llum i calor a un habitatge. La situació i la mida de les finestres, per tant, és un aspecte de vital importància.
De fet, la recomanació general és que, sempre que disposem d’una façana a sud a través de la qual puguem captar sol, hi col·loquem una superfície aproximada de vidre corresponent a un 70% del total de la façana.
Aquest percentatge és alt i pot semblar exagerat, però el cert és que la capacitat del sol per escalfar un habitatge és molt alta si es projecten les finestres de forma adequada.
Un altre aspecte a tenir en compte és l’aprofitament de l’anomenat efecte hivernacle, que pot ser molt profitós per escalfar una casa. L’efecte hivernacle s’aconsegueix ubicant galeries de vidre davant de les façanes assolellades de la casa. Una galeria suposa disposar d’un sostre envidrat que multiplica la captació solar.
Per descomptat, a l’estiu haurem de poder protegir tots els sistemes de captació solar, ja sigui amb filtres solars com porxos o pèrgoles o mitjançant la ventilació dels espais que reben radiació directa.
Entendre com funciona una casa passiva implica conèixer el clima propi del lloc i saber aprofitar la radiació per escalfar la casa, però també saber protegir-nos a l’estiu sense perdre per això qualitat de llum interior.
Aprofitar la ventilació natural
Escalfar la casa a l’hivern està molt bé, però a l’estiu també haurem de garantir una temperatura adequada a l’interior. Per a això és important poder garantir la ventilació creuada a totes les habitacions de la casa –o com a mínim a les habitacions i zones comunes–.
Per aconseguir la ventilació creuada és necessari col·locar finestres practicables en façanes oposades.
En habitatges grans o amb molta compartimentació sol ser difícil generar aquestes ventilacions creuades. Per això, els patis solen ser una bona estratègia per aconseguir ventilacions creuades, a més d’un ambient interior saludable a través de vegetació que ajuda a regular la humitat i a retenir partícules de pols.
En el clima mediterrani els patis interiors funcionen excel·lentment bé, ja que no existeixen grans puntes de fred o de calor al llarg de l’any i ens permeten regular de forma efectiva la temperatura interior.
Aïllar bé la casa
Quan aconseguim una temperatura adequada a l’interior de l’habitatge, cal aconseguir mantenir-la el màxim temps possible. Això s’aconsegueix evitant les pèrdues de calor.
L’intercanvi de calor d’una casa es produeix principalment per la façana (mur i vidres), per la coberta i, en menor grau, pel terra en contacte amb el terreny.
En una casa passiva, el gruix de l’aïllament és considerablement major que en una casa convencional. Com menys aïllament, major transmitància tèrmica i, per tant, major intercanvi de calor.
Per això, mentre que una casa convencional sol disposar d’entre 5 i 12 centímetres d’aïllament, una casa passiva disposa d’un mínim de 15 a 20 cm de gruix d’aïllament.
Finestres
Ara bé, com hem comentat, és recomanable que a la façana sud al voltant d’un 70% de la superfície es destini a finestres. Si aquestes no estan ben aïllades o no disposen d’una bona càmera que no permeti la pèrdua de calor a través del vidre, de poc servirà col·locar 20 cm d’aïllament tèrmic.
Tenint en compte que a través dels vidres perdem fins a 8 vegades més calor que a través dels murs, en una casa passiva hem d’instal·lar finestres de doble o triple vidre, amb càmera d’aire o filtres de baixa emissivitat de calor. D’aquesta manera, aconseguim arribar a transmitàncies o pèrdues de calor similars a les que tenim a les façanes.
En qualsevol cas, en triar un vidre no només haurem de tenir en compte l’aïllament respecte a les pèrdues de calor, sinó també la pèrdua de captació lumínica. En aquest sentit, el nostre arquitecte especialitzat en cases ecològiques ens haurà de guiar sobre la millor opció segons les característiques climàtiques de la zona així com de les nostres necessitats.
Aprofitar la inèrcia tèrmica dels materials
La inèrcia tèrmica és una característica dels materials que, si bé no aïlla com a tal, sí que controla l’intercanvi de calor entre l’interior i l’exterior.
La inèrcia tèrmica és la capacitat d’un material d’emmagatzemar calor, per la qual cosa se sol correspondre a materials amb molta massa. El formigó o la pedra, per exemple, són materials que, si bé triguen a escalfar-se, acumulen calor durant llargues hores.
A més, els materials amb inèrcia tèrmica solen acumular calor a través de les façanes i el van cedint a l’interior amb cert retard horari; en general es recomana que la casa es dissenyi perquè el retard sigui d’unes 8 hores. D’aquesta manera, la calor que s’acumula durant el dia es cedirà a l’interior de la casa durant la nit.
Això és molt bo a l’estiu, ja que disposar de la calor durant la nit a l’interior, quan a fora refresca, ens permet obrir finestres i ventilar de forma ràpida l’ambient.
Sistemes de calefacció com el terra radiant funcionen mitjançant l’aprofitament de la inèrcia tèrmica; per aquest motiu no se sol recomanar la seva instal·lació sota terres de fusta, no perquè no sigui possible, sinó perquè la fusta no acumula calor i, per tant, no serà tan eficient com en un terra ceràmic.
Aprofitar el terreny
En parlar de com funciona una casa passiva i un cop aclarit el concepte d’inèrcia tèrmica, hem de considerar un element natural amb una inèrcia tèrmica infinita que és el mateix terreny.
Si existeix pendent en el nostre terreny, hi ha la possibilitat de semisoterrar una part de l’habitatge i aprofitar així la inèrcia del terreny. L’ideal és cobrir la façana nord, ja que no hi arriba llum del sol directa i no es pot captar calor.
2- Generar l’energia restant mitjançant fonts renovables
Mitjançant la captació solar, la ventilació i la inèrcia tèrmica dels materials podem aconseguir una temperatura ambient agradable. Però depenent de la zona i el seu clima propi pot fer falta una aportació extra d’energia per aconseguir un cert confort climàtic a l’habitatge.
A més, hem de tenir en compte que necessitarem aconseguir energia per escalfar l’aigua de la dutxa o per fer funcionar els electrodomèstics, per exemple.
Vegem com funciona una casa passiva quan es tracta de generar energia mitjançant fonts netes i renovables.
Escalfar aigua mitjançant plaques solars
Tot i que existeixen altres mètodes per escalfar aigua, el més comú i estès és mitjançant plaques solars. Les plaques solars no s’han de confondre amb les plaques fotovoltaiques, destinades a generar energia elèctrica, ja que una placa solar funciona únicament per escalfar aigua.
Una placa solar funciona mitjançant un líquid que s’escalfa i passa a través d’un circuit tancat que es condueix des de les plaques a un dipòsit d’aigua que s’escalfa.
Aquest dipòsit es pot escalfar també mitjançant biomassa, per exemple, en dies en què el sol no és suficient per cobrir les nostres necessitats d’aigua calenta.
Generar electricitat mitjançant plaques fotovoltaiques
L’electricitat la podem obtenir a partir de plaques fotovoltaiques. Una placa fotovoltaica funciona mitjançant processos químics que transformen la calor del sol en electricitat.
Emmagatzemar electricitat és més difícil que emmagatzemar aigua; de fet, avui dia encara no està resolt el problema de l’emmagatzematge i la majoria d’instal·lacions han d’abocar l’excedent a la instal·lació convencional de la companyia elèctrica i consumir-ne en períodes nocturns quan no hi ha sol.
Això canviarà en pocs anys, amb l’arribada de sistemes com les bateries Tesla que ens permeten emmagatzemar electricitat a la nostra pròpia llar per consumir-la quan sigui necessari.
Generar calor mitjançant biomassa
Tot i que també existeixen altres mètodes o fonts no renovables, nosaltres solem recomanar la instal·lació de calderes de biomassa per aconseguir la calor restant necessària.
Les calderes de biomassa s’alimenten o bé amb pèl·lets o bé amb restes orgàniques, ja sigui fusta o pinyols d’oliva, rasculls de fruits secs o residus forestals. En general, per comoditat, en una instal·lació de biomassa se sol instal·lar un dipòsit automàtic de pèl·lets que tan sols haurem d’omplir cada cert temps i que va subministrant de forma automàtica combustible a la caldera en funció de la demanda energètica.
Una altra de les opcions són les termoximeneres que, igual que escalfen la zona on es troben, poden adaptar-se per generar aigua calenta sanitària o per al sistema de calefacció que s’instal·li a l’habitatge.
Generar calor mitjançant un pou canadienc
Un pou canadienc és un conducte que es fa passar per sota del terra o per darrere d’un mur de contenció a través del qual circula aire que captem de l’exterior.
A causa de la inèrcia tèrmica del terreny, a mesura que excavation veurem que la temperatura és més estable. Així, si fem circular un conducte d’aire a través del terreny, podem estabilitzar la seva temperatura entre 18 i 20 graus.
Un cop tenim aquest aire a una temperatura adequada, tan sols cal conduir-lo cap a l’interior mitjançant una senzilla bomba.
Hem de recordar que la normativa espanyola de construcció obliga que hi hagi una ventilació constant a casa. Mitjançant un sistema de pou canadienc, l’aire per ventilar la casa entra a una temperatura adequada que no escalfa ni refreda l’ambient.
Generar calor mitjançant energia geotèrmica
L’energia geotèrmica aplicada a una casa funciona de manera que es fan circular uns conductes pels quals passa aigua que s’escalfa. Aquests conductes es poden ubicar de forma superficial sota terra o bé a gran profunditat.
Si bé la temperatura a la qual s’escalfa l’aigua no sol ser suficient per escalfar l’ambient, només serà necessària una petita aportació extra d’energia per arribar a la temperatura de confort i, com hem vist, aquesta aportació es pot dur a terme mitjançant sistemes d’energia barats i renovables com pot ser la biomassa.
En valorar com funciona una casa passiva, haurem de tenir en compte totes aquestes estratègies de disseny, però no hem d’oblidar que una casa passiva ha d’estar en estreta relació amb l’entorn on es construeix i amb les necessitats del client.
De res servirà col·locar grans finestrals a sud que capten calor si el propietari no s’ocupa a l’estiu de protegir-lo mitjançant lames practicables, tendals o pèrgoles verdes. Hem d’entendre com funciona una casa passiva, que és més semblant a una màquina climàtica que es va adaptant a les condicions canviants de l’entorn.
A Slow Studio projectem cada casa adaptada a l’entorn i al clima per reduir-ne el consum. Podeu contactar amb nosaltres sense cap tipus de compromís per a qualsevol dubte que tingueu.