Estamos realizando en el estudio el curso de Passivhaus Designer para avanzar no tanto en el diseño conceptual de edificios pasivos, cuyos conceptos venimos usando desde hace años, como sí para afinar el cálculo térmico de edificios de consumo de energía casi nulo (nZEB). En la actualidad para obtener el Certificado de Eficiencia Energética se usan programas autorizados por el Ministerio de Energía, Cerma, Ce3x, Cypetherm He Plus… y los resultados obtenidos son desconcertantemente dispares ante un mismo edificio. Asombra que el Ministerio permita esta dispersión de resultados. Además todos estos programas son opacos, donde el arquitecto o el arquitecto técnico no sabe que procedimientos de cálculo, fórmulas, fuentes y manejo de datos utilizan, son cajas negras.
En el curso de Passivhaus Designer se desarrollan conceptos físicos del diseño y el uso del programa PHPP. PHPP es la herramienta oficial para certificar edificios pasivos según el estándar Passivhaus.
El programa PHPP es un conjunto de hojas de cálculo donde se puede rastrear la procedencia de los datos empleados y las fórmulas usadas y a través del módulo DesignPH, calcular con precisión las sombras y la radiación solar que reciben los cerramientos, aspecto muy importante para obtener una demanda y un consumo energético del edificio mas fiable y por tanto seguir la pista de por qué un diseño es mas acertado que otro desde el punto de vista energético.
En la imagen se puede observar la posición del sol respeto a la tierra para la latitud 40º de España. El mas bajo corresponde al 21 de diciembre y el mas alto al 21 de junio.
Como estándar, la certificación passivhaus, define unas prestaciones que debe cumplir el edificio y regula y define los métodos para su comprobación a través de la certificación sin exigir el uso de tipologías, soluciones, productos o marcas concretas.
Vista del proyecto objeto de estudio hacia la fachada sur acristalada.
Estudio de soleamiento el 1 de enero desde las 7:00 a 16:00, (hora solar) de la casa CyJ donde se aprecia como el sol penetra en la vivienda en los meses de frio.
Estudio de soleamiento a las 12:00 en los distintos meses del año. (Empieza en enero). Obsérvese como el sol baña la fachada acristalada sur en enero, y a medida que avanza el año, se situa mas vertical en el solisticio de verano para luego ir bajando hasta diciembre. El alero pronunciado al sur, permite la radiación solar en los meses de invierno y protege del sobrecalentamiento en los meses de verano, quedando el ventanal sur en sombra.
En este enlace La casa del tejado hasta el suelo en una planta se puede ver mas información de este proyecto.
Infografía con sombras a las 12 en el mes de enero. Para percibirse mejor las sombras es mas conveniente hacer el estudio sobre un volumen sólido sin texturas.
Estamos realizando el estudio de un proyecto Passivhaus en la sierra de Guadarrama, Madrid, con parecido planteamiento de diseño y construcción de la casa en Avila. A modo de avance, que habrá que confirmar con números mas precisos y el visto bueno del certificador Passivhaus, los cálculos con el programa de certificación PHPP salen excelentes. Tiene una demanda anual de calefacción de 12 kwh/m2.año. La superficie útil de la vivienda es aproximadamente de 130 m2. La carga de calefacción resulta 16 w/m2. Excede en 6 w/m2 a los 10 w/m2 que se estima que puede aportar una batería junto al recuperador de calor. Esto nos plantea la posibilidad de no ser necesaria en la vivienda la inversión en la bomba de calor de aerotérmia y suelo radiante, esto es, un ahorro de unos 18.000€ + iva y los 6 w/m2 (6×130=780w) cubrirlos con dos radiadores toallero de baño de unos 500 w para toda la casa o de potencias mas pequeñas repartidos. (22.2.2022)
Por definición, una casa pasiva es aquella que tiene menos de 15 kwh/m2.año de demanda de calefacción. Si, con los cálculos realizados, esta vivienda tiene 12 kwh/m2.año, hacemos una sencilla operación para cuantificar que significa esto:
La superficie de referencia energetica es 120 m2. ( Equivale prácticamente a la superficie útil de la vivienda) (Se dota para ello una máquina de aerotermia de rendimiento 420% y recuperador de calor)
120 x 12 / 4,20 =343 kwh/año
y suponiendo un coste del kwh de 0,17 € —-> 58 €/año!. (Tarifa comercializadora, enero de 2022)
que repartidos en los 6 meses usuales de invierno, tenemos un promedio de 58/6=9,72 €/mes.
Si la casa tuviera una Calificación energética A, de por ejemplo, 42 kwh/m2.año, (cálculo realizado con Ce3x, sin recuperador de calor pero manteniendo las condiciones de hermeticidad de la casa pasiva (insalubre?)) su consumo sería 6 veces mas, 34 €/mes de invierno.
En la imagen superior, un cuadro del resultado del programa PHPP utilizado para certificar oficialmente casas pasivas con la procedencia de pérdidas y ganancias en calefacción. Obsérvese en amarillo la importante ganancia solar a través del gran ventanal al sur que compensa con creces (duplica), las pérdidas por transmisión.
Principales temas de trabajo del curso:
Estrategias pasivas: orientación, compacidad, protección solar, ventilación, aislamiento
Balance energético
Hermeticidad al paso del aire. Blower Door
Ventilación en casas pasivas. Recuperador de calor.
Puentes térmicos
Confort térmico en casas pasivas, calefacción, ACS y refrigeración
Programa usado para la simulación solar: Dr. Andrew J. Marsh, 2014.
20.4.2022
Me consulta Francisco Correveydile que los acristalamientos que ha recibido en obra no corresponden a los indicados en el proyecto. La vivienda está situada en la Sierra de Madrid. El factor solar de proyecto es de 0,62 y el recibido es de 0,38.
Modificando esta única variable en los programas PHPP del Instituto Passivhaus y en el Ce3x, obtenemos en ambos un resultado semejante y algo que puede sorprender. La demanda de calefacción se duplica. En Ce3x pasa de 35 kwh/m2. año a 70. Esto significa que si el consumo para una casa de 135 m2 es de 35wh/m2.año x 135 m2. x 0,20 €/kwh es de 945 €/año. con el factor solar a 0,38, sería de 1.890 €.año.
La vivienda se proyectó con materiales aislantes de alta inercia termica que dan muy buen resultado en verano, ya que tienen un gran desfase de onda térmica y por experiencias pasadas, sabemos que en esta zona, no es necesario recurrir a aparatos de aire acondiconado o suelo refrescante si entre otras medidas se recurre también a proteger los huecos al sur con amplios porches y se facilta la ventilación noctura cruzada. Ce3x aumenta la demanda de refrigeración pero queda compensada con el diseño geométrico y constructivo expuesto.
En general, el factor solar elegido de 0,62 para la sierra de Madrid, permite grandes ganacias solares para invierno y en conjunto con el resto de soluciones de diseño no penaliza el confort en verano.
20.4.2022
Hemos realizado unos números comparando el costo de calefacción de una vivienda de 135 m2. últiles calentada con gasóleo y aerotermia, con precios orientativos del costo de hacerlo con gasóleo y con electricidad. También la comparación con una vivienda muy bien aislada según el Código Técnico de la Edificación en 2019 o en 2007. El costo de hacerlo con gasoleo en 2,5 veces mas caro que con electricidad. (No se ha tenido en cuenta gastos de mantenimiento, comodidad, coste de la instalación, la ventaja de suelo refrescante con aerotermía, aspectos de protección de medio ambiente…)
Los resultados en euros aparecen en la columna de la derecha. Son anuales.
