Proceso de diseño
¿Es posible construir edificios de vivienda de consumo nulo?
Edificios de vivienda de consumo nulo ¿Qué son?
Partiendo de que una casa de consumo cero es una vivienda que no depende de suministros externos para su correcto funcionamiento, podríamos considerar que los edificios de vivienda de consumo nulo serán aquellos que cumplan esta misma característica tanto a nivel individual de cada unidad como en un cómputo global.
Esto implicara pues que el edificio tenga un consumo energético muy bajo y que la poca energía que necesite, tanto en el proceso constructivo como en su funcionamiento habitual, provenga de fuentes de energía renovables.
Para conseguir cubrir la demanda energética de todos los usuarios en edificios de vivienda de consumo nulo, se deberán plantear estrategias de aprovechamiento y acumulación de energía, sabiendo sacar el máximo partido a los recursos y fuentes naturales del lugar así como promoviendo un estilo de vida cuya demanda energética sea mínima.
Deberemos tener en cuenta que, cualquier estrategia de diseño para edificios de vivienda de consumo nulo, como son la orientación, la ventilación natural, el elevado aislamiento o la generación de energía a través del uso de placas solares o fotovoltaicas, dependerán siempre del proyecto que se construya y de su ubicación, ya que cada solar tiene unas características y éstas harán que sea más o menos rentable aplicar una u otra estrategia.
Estrategias pasivas para edificios de vivienda de consumo nulo
Empecemos hablando de las estrategias pasivas que podemos aplicar, si el terreno lo admite, a cualquier proyecto de edificios de vivienda de consumo nulo que nos podamos plantear realizar.
De bien seguro, que siguiendo estas recomendaciones, aseguraremos la viabilidad y futuro de los edificios de vivienda de consumo nulo, haciendo de ellos algo habitual, que promueva la arquitectura sostenible y respetuosa con el medio ambiente.
Reducir el consumo de energía
En primer lugar, es básico tomar conciencia de que el primer paso para conseguir un buen funcionamiento para los edificios de vivienda de consumo nulo, parte de la reducción del consumo de energía por parte de sus usuarios y del mismo edificio.
Deberemos concienciar a los habitantes de estos inmuebles de que un estilo de vida basado en aprovechar al máximo los recursos naturales y reducir la propia demanda energética será favorable no solamente para sus bolsillos sino también para la sostenibilidad y futuro del planeta.
Reducir el consumo de energía de una vivienda es el primer paso para lograr el diseño de casa de consumo cero. Para ello, hay toda una serie de características y estrategias arquitectónicas que, utilizadas de forma correcta, pueden contribuir en gran medida al ahorro energético.
Captación de la radiación solar
La radiación solar es una de las mayores fuentes de energía renovables de las que disponemos actualmente y una de las más rentables en arquitectura ya que siempre, alguna de las fachadas recibirá irradiación solar que podremos aprovechar favorablemente para generar energía en el interior del edificio.
El sol es una fuente de energía inagotable que tenemos a nuestro alcance y que hay que aprovechar al máximo.
Para que los edificios de vivienda de consumo nulo saquen el mayor partido a la radiación solar, deberemos en primer lugar trabajar el control y dimensiones de las aberturas en fachada.
El tamaño de las ventanas es sumamente importante para el diseño de edificios de vivienda de consumo nulo.
Por lo general, la orientación sur es la mejor para aprovechar la radiación solar, sobre todo en invierno, aunque si trabajamos bien la fachada y compacidad del edificio podremos captar y acumular energía en cualquier situación.
En verano también interesa tener luz natural, pero habrá que utilizar filtros para limitar la captación de calor.
Los porches, pérgolas o simplemente la extensión de la cubierta mediante aleros, son una buna solución para evitar la incidencia directa del sol.
Por último, no debemos olvidar que la captación solar debe ser suficiente, para ello debemos orientar la casa de forma adecuada hacia sur y colocar aberturas suficientemente grandes.
Aislamiento térmico
Aunque pueda parecer obvio, para cualquier proyecto de edificios de vivienda de consumo nulo, deberemos asegurar un buen aislamiento para evitar perder toda aquella energía captada de la radiación solar a través de las fachadas.
Éstas, al igual que captan calor, pueden perderlo si no están bien tratadas y disponen de puntos sin aislamiento.
Eso sí, hay que ser estricto con el tema del grosor del mismo ya que, dispondremos de un espesor adecuado u otro según las condiciones climáticas del lugar.
En el clima mediterráneo tradicionalmente se solían utilizar entre 5 y 10 cm de aislamiento, pero en el diseño de una casa de consumo cero aumentaremos el grosor como mínimo hasta los 12 o 15 cm como mínimo, idealmente llegando a 20 cm dependiendo de la demanda energética de cada uno de los muros.
Otro aspecto a tener en cuenta es que el aislamiento que coloquemos sea transpirable independientemente de su grosor. Eligiendo aislamientos transpirables – y a ser posible de origen natural – evitaremos condensaciones por falta de transpiración de la humedad en el ambiente interior.
Por otro lado, no nos podemos olvidar de un aspecto importantísimo. Las ventanas son el elemento que asegura el cierre y estanqueidad de la fachada en sus puntos de abertura al exterior.
Por ello, es vital que elijamos ventanas de buena calidad. Una mala elección de las ventanas puede echar a perder todo el trabajo con el aislamiento de la fachada.
Si utilizamos un elevado aislamiento pero una ventana insuficiente generaremos una diferencia de temperaturas que provocará condensaciones en las juntas.
Al elegir un cristal, es importante valorar su transmitancia – la capacidad de ceder calor del interior al exterior o a la inversa – ésta debe ser baja y estar en correlación con la transmitancia de las paredes.
Inercia térmica
El aspecto de la inercia térmica tiene que ver con la facilidad de un edificio en retener el calor captado en su interior.
Materiales como el hormigón o la piedra tienen una gran capacidad para almacenar calor que liberaran progresivamente al cabo de unas horas.
Es por ello que convendríamos en poner estos materiales en sitios que reciban directamente la incidencia de la radiación solar. Así, durante el día (horas de irradiación), el calor iría calando la masa de material llegando a liberarlo al interior durante la noche, cuando el ambiente exterior es más fresco.
En verano será suficiente con evitar la radiación directa mediante filtros solares o vegetación para que la superficie en cuestión no reciba radiación, además de asegurar una buena ventilación.
Ventilación natural
Como introducíamos en el apartado anterior, garantizar la ventilación en los edificios de vivienda de consumo nulo, es algo vital para su buen funcionamiento y lo más importante, para asegurar la salud de sus habitantes al renovar el oxígeno del interior.
Pero ¿Cómo hacerlo compatible con la estanqueidad y aislamiento?
En verano es más fácil. Podemos generar ventilación mediante porches, patios y ventanas que aseguraran la renovación de aire además de servir para disipar el calor que se acumula en cada vivienda.
En invierno, el tema se complica porque el ambiente exterior puede ser muy frío y a la mínima que abramos ventanas o cualquier abertura en el muro perderemos el calor que hayamos acumulado dentro.
Para ello existen sistemas que garantizan la renovación de aire de forma mecánica, que nos ayudan a cumplir con las renovaciones de aire necesarias por normativa y que cogen aire del exterior que se pre calienta antes de ser introducido en el interior.
Una estrategia básica para generar corrientes de aire es la de situar ventanas en fachadas opuestas para conseguir ventilación cruzada. Si las aberturas se limitasen a una sola fachada, el aire no circularía como debe y no se produciría una buena renovación de aire, aparte de no disipar el calor correctamente.
Otras estrategias
Finalmente, existen otras estrategias para el diseño de edificios de vivienda de consumo nulo que pueden ayudar a conseguir su funcionalidad y viabilidad.
1. Asentamiento del edificio:
Se trata de aprovechar la morfología del terreno o solar donde va a ir el proyecto para semienterrar parte del volumen edificado consiguiendo aislamiento natural – el subsuelo se mantiene a temperatura constante todo el año – además de aislarlo de condiciones climáticas y acústicas exteriores peyorativas.
Solo como breve inciso, se recomienda que la fachada enterrada o semienterrada sea la norte, ya que es por donde más calor se suele perder.
2. Compacidad:
La compacidad de los edificios de vivienda de consumo nulo es un factor determinante sobre todo si la fachada es el punto principal de intercambio energético con el exterior.
Cuanto más compacta sea la construcción, menos fachada tendrá, y por lo tanto, tendremos menos pérdidas energéticas.
Y aunque reduzcan la compacidad, la presencia de patios, es una buena solución en el clima mediterráneo. Los patios interiores permiten la entrada de luz y ventilación de viviendas, al mismo tiempo que quedan protegidos de los vientos predominantes de la zona generando así unas condiciones climáticas similares a las de un exterior pero más controladas.
3. Vegetación:
Si hablamos de edificios de vivienda de consumo nulo, quizás éste punto sea más difícil de controlar ya que rápidamente subiremos en altura o se complicará – que no imposibilitará – la colocación de vegetación en las plantas superiores.
La presencia de vegetación puede mejorar el comportamiento de la vivienda. A nivel acústico y de protección de viento supone una mejora porque ayuda a aislar del aire y el ruido.
A nivel de luz solar, los árboles pueden ser un obstáculo o filtro para la radiación solar directa sobre la fachada y ventanas.
Por este motivo, es conveniente utilizar árboles de hoja caduca que protegerán del sol únicamente en verano que es cuando es necesario.
Hoy en día existen sistemas para generar cubiertas y forjados vegetales que pueden trasladar la vegetación hasta las plantas superiores de los edificios de viviendas de consumo nulo.
Además, hay también medios para colgar vegetación o generar filtros vegetales delante de la fachada o ventanas.
4. Compartimentación interior:
Ya para terminar este apartado, la compartimentación interior también puede modificar la forma en que se climatiza una vivienda.
Hace falta un mayor esfuerzo energético para calentar un espacio de grandes dimensiones que uno de pequeño.
La altura de las estancias también serán de importancia ya que, dependiendo de esta, podrían aparecer convecciones de aire.
Las energías renovables en los edificios de vivienda de consumo nulo
La utilización e instalación de energías renovables en edificios de vivienda de consumo nulo supone una inversión fuerte a priori, pero de bien seguro que ésta se amortizará en una media de 5 – 10 años, dependiendo de la instalación.
De hecho, instalaciones como las placas solares (para agua caliente) que se amortizan en muy poco tiempo -unos 5 años-, otras, como la recogida y filtrado de agua se amortizan en más tiempo -unos 15 años-.
Paneles solares
Los paneles solares sirven tanto para generar electricidad como para calentar el agua, dependiendo del tipo de paneles que instalemos en los edificios de vivienda de consumo nulo.
Existen, hoy en día disponemos de 3 tipos de paneles en el mercado, aunque a nivel de vivienda plurifamiliar, los más útiles son dos: Los paneles solares fotovoltaicos térmicos y los termodinámicos.
– Paneles solares fotovoltaicos:
Son los primeros que salieron al mercado y gracias a ellos nos empezamos a plantear la viabilidad de construir edificios de vivienda de consumo nulo, al no depender de las empresas eléctricas.
Su funcionamiento se basa en captar la radiación solar en toda la superficie del panel. Éstos están cargados con electrones que se mueven al recibir la energía de la radiación produciendo así corriente eléctrica.
Aunque los fotovoltaicos tuvieron su época de auge, ahora están siendo sustituidos por otros tipos de paneles más eficientes ya que estos resultan bastante caros.
– Paneles fotovoltaicos térmicos:
Estos paneles en vez de generar electricidad directamente, funcionan por el calentamiento de los tubos que los componen.
Dentro de estos elementos hay un líquido portador de calor que se calienta para posteriormente circular por la vivienda.
Para obtener un buen rendimiento, estos paneles necesitan una mayor superficie, y por lo tanto ocupan más espacio.
Se destinan principalmente a la producción de agua caliente para baños o calefacción.
– Paneles solares termodinámicos:
Finalmente los paneles solares termodinámicos, que son los que más se están usando actualmente.
Destacan por ofrecer una mayor eficiencia y su menor ocupación.
A nivel de inversión inicial, es cierto que son algo más caros, pero éste hecho se ve compensado al ser más eficientes ya que no dependen directamente del sol para captar energía. La verdad es que estos paneles son capaces de generar energía en días lluviosos o nublados.
Energía geotérmica
La energía geotérmica es aquella que procede de la tierra.
Estos sistemas aprovechan la temperatura constante del subsuelo para calentar un fluido o aire que se introduce en la vivienda a una temperatura estable alrededor de 20 grados tanto en invierno como en verano.
Es una estrategia que tarda un poco en amortizarse y en Slow Studio no la recomendaríamos mucho para edificios de vivienda de consumo nulo ya que su instalación necesita de un tubo que baja a gran profundidad y por lo que se tiene que invertir bastante en obra y en material técnico.
Pozo canadiense
En cambio el pozo canadiense es una opción bastante asequible y funcional para edificios de vivienda de consumo nulo.
Se trata de un sistema muy similar a la energía geotérmica ya que sigue aprovechando el calor y temperatura constante del subsuelo, pero en este caso su instalación suele ser óptima en menor profundidad.
Su funcionamiento se basa en hacer circular aire del exterior a través del tubo cuya temperatura es más elevada para introducirlo en el interior, generalmente con el objetivo de renovar el aire interior a una temperatura ambiente confortable.
Es un sistema muy económico y eficiente ya que nos permite renovar el aire interior de una vivienda o edificio sin que éste pierda calor.
Viabilidad de los edificios de viviendas de consumo nulo
En conclusión, desde Slow Studio apostamos fuertemente por la viabilidad y futuro de los edificios de vivienda de consumo nulo.
Conseguir el confort de todos los usuarios de un edificio de viviendas de consumo nulo es factible si planteamos un edificio cuyas estrategias pasivas de captación y acumulación de energía sean adecuadas y que utilice como fuente de energía extra sistemas y fuentes renovables.
La plataforma Passivhaus dispone de ejemplos que podemos consultar fácilmente de casos reales de edificios de vivienda de consumo nulo en todo el mundo.
Por ejemplo existe en Carquefou, Francia, un conjunto residencial de edificio de viviendas de consumo nulo cuya capacidad de 45 viviendas y un gasto anual menor a 15 kWh /m2) sorprende y nos puede servir de referencia para proyectar edificios de vivienda de consumo nulo sin ningún miedo.
Buscando en la plataforma Passivhaus podéis encontrar más ejemplos a tener en cuenta.
Por nuestra parte, como siempre recordaros que podéis contactarnos sin ningún compromiso para valorar nuestra construcción de consumo nulo, un área en la que somos especialistas.