¿Cómo funciona una casa pasiva?

Lo admitimos, nos apasionan las casas pasivas y por eso no nos cansamos de explicaros cómo funciona una casa pasiva, ya sea vía blog, email, teléfono, reuniones en el estudio… nos encanta contaros en qué consiste esto de construirse una casa ecológica de consumo nulo, lo que se conoce como una casa pasiva.

En Slow Studio nos hemos propuesto que esto no sea así, que jugando con estrategias clave de la arquitectura pasiva tradicional como abrir ventanas a la orientación adecuada, conseguir ventilaciones naturales para refrescar la casa y trabajar con materiales naturales que acumulan calor es posible construir una casa pasiva de forma económica.

Para ello es necesario entender cómo funciona una casa pasiva, cuáles son las estrategias clave para que una casa aproveche los recursos naturales de los que dispone en su entorno inmediato y conseguir el confort interior reduciendo las necesidades energéticas al mínimo de forma que se puedan cubrir mediante energías renovables, limpias y baratas.

Este es el tema que vamos a tratar en el artículo de hoy, que entendáis en qué consiste y cómo funciona una casa pasiva, así como cuáles son los factores clave que van a marcar la diferencia con una casa convencional.

Veamos cómo funciona una casa pasiva.

Qué es una casa pasiva

Bien, antes de entrar en detalle en saber cómo funciona una casa pasiva, no está de más recordar de qué va esto de las casas pasivas, porque la realidad es que son casas en las que se aplica el sentido común y el conocimiento tradicional de los materiales, del terreno y del entorno en el que estamos construyendo para hacerlo trabajar a nuestro favor y conseguir el confort interior a coste mínimo.

Así, una casa pasiva es una casa que utiliza estrategias de la arquitectura pasiva para funcionar de forma eficiente llegando a reducir el consumo del orden de un 60 a un 90% respeto una casa convencional.

Las estrategias de la arquitectura, utilizan elementos de diseño o de la propia arquitectura para conseguir ganancias energéticas, por ejemplo, una ventana colocada en la orientación sur o un porche para protegernos del sol en verano son sencillas estrategias que nos ayudan a entender cómo funciona una casa pasiva.

1- Reducir la demanda energética

Reducir la demanda es el factor clave para entender cómo funciona una casa pasiva.

Para reducir la demanda energética, deberemos aplicar una serie de estrategias durante el diseño de la vivienda. El objetivo fundamental es aprovechar las características del entorno y optimizar los sistemas constructivos en relación a éste.

Aprovechar la radiación solar

Aprovechar la luz y la radiación solar es algo fundamental en cualquier tipo de arquitectura, pero cuando se trata de una casa pasiva, aprovechar el sol es esencial.

El sol es una fuente de energía inagotable que proporciona luz y calor a una vivienda. La situación y el tamaño de las ventanas por lo tanto, es algo de vital importancia.

De hecho la recomendación general es que siempre que dispongamos de una fachada a sur a través de la que podamos captar sol, colocaremos una superficie aproximada de acristalamiento correspondiente a un 70% del total de la fachada.

Este porcentaje es alto y puede parecer exagerado, pero lo cierto es que la capacidad del sol para calentar una vivienda es muy alta si se proyectan las ventanas de forma adecuada.

Otro aspecto a tener en cuenta es el aprovechamiento del llamado efecto invernadero que puede ser muy provechoso para calentar una casa. El efecto invernadero se consigue ubicando galerías acristaladas en frente de las fachadas soleadas de la casa. Una galería supone disponer de un techo acristalado que multiplica la captación solar.

Por supuesto, en verano deberemos poder proteger todos los sistemas de captación solar, bien sea, con filtros solares como porches o pérgolas o mediante la ventilación de los espacios que reciben radiación directa.

Entender cómo funciona una casa pasiva pasa por conocer el clima propio del lugar y saber aprovechar la radiación para calentar la casa pero también saber protegernos en verano sin con ello perder calidad de luz interior.

Aprovechar la ventilación natural

Calentar la casa en invierno está muy bien, pero en verano también deberemos garantizar una temperatura adecuada en el interior. Para eso es importante poder garantizar la ventilación cruzada en todas las habitaciones de la casa –o como mínimo en habitaciones y zonas comunes-.

Para conseguir la ventilación cruzada es necesario colocar ventanas practicables en fachadas opuestas.

En viviendas grandes o con mucha compartimentación suele ser difícil generar estas ventilaciones cruzadas. Por ello, los patios suelen ser una buena estrategia para conseguir ventilaciones cruzadas, además de un ambiente interior saludable a través de vegetación que ayuda a regular la humedad y retener partículas de polvo.

En el clima mediterráneo los patios interiores funcionan excelentemente bien, pues no existen grandes puntas de frío o de calor a lo largo del año y nos permiten regular de forma efectiva la temperatura interior.

Aislar bien la casa

Cuando conseguimos una temperatura adecuada en el interior de la vivienda, hay que conseguir mantenerla el máximo tiempo posible. Esto se consigue evitando las pérdidas de calor.
El intercambio de calor de una casa se produce principalmente por la fachada (muro y acristalamiento), por la cubierta y, en menor grado, por el suelo en contacto con el terreno.

En una casa pasiva, el grosor del aislamiento es considerablemente mayor que en una casa convencional. Cuanto menos aislamiento, mayor transmitancia térmica y, por lo tanto, mayor intercambio de calor.

Por ello, mientras una casa convencional suele disponer de entre 5 y 12 centímetros de aislamiento, una casa pasiva dispone de un mínimo de 15 a 20 cm de grosor de aislamiento.

Ventanas

Ahora bien, como hemos comentado, es recomendable que en la fachada sur alrededor de un 70% de la superficie sea destinada a ventanas. Si estas no están bien aisladas o no disponen de una buena cámara que no permita la pérdida de calor a través del vidrio, de poco servirá colocar 20cm de aislamiento térmico.

Teniendo en cuenta que a través de los cristales perdemos hasta 8 veces más calor que a través de los muros, en una casa pasiva, debemos instalar ventanas de doble o triple cristal, con cámara de aire o filtros de baja emisividad de calor. De esta forma, conseguimos llegar a transmitancias o pérdidas de calor similares a las que tenemos en las fachadas.

En cualquier caso, al elegir un acristalamiento no solo deberemos tener en cuenta el aislamiento respecto a las pérdidas de calor si no también la pérdida de captación lumínica. En este sentido, nuestro arquitecto especializado en casas ecológicas deberá guiarnos sobre la mejor opción según las características climáticas de la zona así como de nuestras necesidades.

Aprovechar la inercia térmica de los materiales

La inercia térmica es una característica de los materiales que si bien no aísla como tal, sí que controla el intercambio de calor entre el interior y el exterior.

La inercia térmica es la capacidad de un material de almacenar calor, por lo que se suele corresponder a materiales con mucha masa. El hormigón o la piedra por ejemplo, son materiales que, si bien tardan en calentarse, acumulan calor durante largas horas.

Además, los materiales con inercia térmica suelen acumular calor a través de las fachadas y lo van cediendo al interior con cierto retraso horario, en general se recomienda que la casa se diseñe para que el retraso sea de unas 8 horas. De esta forma, el calor que se acumula durante el día se cederá al interior de la casa durante la noche.

Esto es muy bueno en verano puesto que el disponer del calor durante la noche en el interior, cuando fuera refresca, nos permite abrir ventanas y ventilar de forma rápida el ambiente.

Sistemas de calefacción como el suelo radiante funcionan mediante el aprovechamiento de inercia térmica, por este motivo no se suele recomendar su instalación bajo suelos de madera, no porque no sea posible si no porque la madera no acumula calor y por lo tanto no será tan eficiente como en un suelo cerámico.

Aprovechar el terreno

Al hablar de cómo funciona una casa pasiva y una vez aclarado el concepto de inercia térmica, debemos considerar un elemento natural con una inercia térmica infinita que es el propio terreno.

Si existe pendiente en nuestro terreno, existe la posibilidad de semi-enterrar una parte de la vivienda y aprovechar así la inercia del terreno. Lo ideal es cubrir la fachada norte, puesto que no llega luz del sol directa y no se puede captar calor.

2- Generar la energía restante mediante fuentes renovables

Mediante la captación solar, la ventilación y la inercia térmica de los materiales podemos lograr una temperatura ambiente agradable. Pero dependiendo de la zona y su clima propio puede hacer falta un aporte extra de energía para conseguir un cierto confort climático en la vivienda.

Además, debemos tener en cuenta que necesitaremos conseguir energía para calentar el agua de ducha o para hacer funcionar los electrodomésticos, por ejemplo.
Veamos cómo funciona una casa pasiva cuando se trata de generar energía mediante fuentes limpias y renovables.

Calentar agua mediante placas solares

Aunque existen otros métodos para calentar agua, el más común y extendido es mediante placas solares. Las placas solares no se deben confundir con las placas fotovoltaicas, destinadas a generar energía eléctrica, puesto que una placa solar funciona únicamente para calentar agua.

Una placa solar funciona mediante un líquido que se calienta y pasa a través de un circuito cerrado que se conduce desde las placas a un depósito de agua que se calienta.

Este depósito se puede calentar también mediante biomasa por ejemplo, en días en los que el sol no es suficiente para cubrir nuestras necesidades de agua caliente.

Generar electricidad mediante placas fotovoltaicas

La electricidad la podemos obtener a partir de placas fotovoltaicas. Una placa fotovoltaica funciona mediante procesos químicos que transforman el calor del sol en electricidad.

Almacenar electricidad es más difícil que almacenar agua, de hecho hoy en día todavía no está solventado el problema del almacenamiento y la mayoría de instalaciones deben verter el excedente a la instalación convencional de la compañía eléctrica y consumir de la misma en periodos nocturnos cuando no hay sol.

Esto cambiará en pocos años, con la llegada de sistemas como las baterías Tesla que nos permiten almacenar electricidad en nuestro propio hogar para consumirla cuando sea necesario.

Generar calor mediante biomasa

Aunque también existen otros métodos o fuentes no renovables, nosotros solemos recomendar la instalación de calderas de biomasa para conseguir el calor restante necesario.

Las calderas de biomasa se alimentan bien con pellets o bien con restos orgánicos bien sea madera o huesos de aceituna, cascaras de frutos secos o residuos forestales. En general, por comodidad, en una instalación de biomasa se suele instalar un depósito automático de pellets que tan solo deberemos rellenar cada cierto tiempo y que va suministrando de forma automática combustible a la caldera en función de la demanda energética.

Otra de las opciones son las termochimeneas que, igual que calientan la zona en la que se encuentran, pueden adaptarse para generar agua caliente sanitaria o para el sistema de calefacción que se instale en la vivienda.

Generar calor mediante un pozo canadiense

Un pozo canadiense es un conducto que se hace pasar por debajo del suelo o por detrás de un muro de contención a través del que circula aire que captamos del exterior.

Debido a la inercia térmica del terreno, a medida que excavamos veremos que la temperatura es más estable. Así, si hacemos circular un conducto de aire a través del terreno, estabilizar su temperatura entre 18 y 20 grados.

Una vez tenemos este aire a una temperatura adecuada tan solo hace falta conducirlo hacia el interior mediante una sencilla bomba.

Debemos recordar que la normativa española de construcción obliga a que haya una ventilación constante en casa. Mediante un sistema de pozo canadiense, el aire para ventilar la casa entra a una temperatura adecuada que no calienta ni enfría el ambiente.

Generar calor mediante energía geotérmica

La energía geotérmica aplicada a una casa funciona de forma que se hacen circular unos conductos por los que pasa agua que se calienta. Estos conductos se pueden ubicar de forma superficial bajo tierra o bien a gran profundidad.

Si bien la temperatura a la que se calienta el agua no suele ser suficiente para calentar el ambiente, solo será necesario un pequeño aporte extra de energía para llegar a la temperatura de confort y como hemos visto, este aporte se puede llevar a cabo mediante sistemas de energía baratos y renovables como puede ser la biomasa.