Passivhaus, sobrescalfament i inèrcia tèrmica (I)
Updated: Apr 23, 2019
(CAT) A vegades s'argumenta que, en un clima mediterrani com el nostre, les cases passives se sobreescalfen a l'estiu. Hi ha una bona raó per argumentar això; les cases passives tenen uns grans gruixos d'aïllament que funcionen molt bé per a aïllar-se del fred de l'hivern, però que poden ser un inconvenient a l'estiu, sobretot si, per qualsevol raó aliena al disseny de la casa, aquesta puntualment s'escalfa més del que és habitual i cal dissipar l'escalfor sobrant per tornar a la temperatura de confort de 25 ºC. Això podria passar si, per exemple, una finestra massa exposada al sol romangués durant un llarg període de temps sense protecció solar en ple estiu. No seria gens estrany.
Habitualment les cases amb certificació Passivhaus estan construïdes amb tècniques de construcció lleugera, normalment amb estructura de fusta o "steel-framing". Aquests sistemes tenen grans avantatges, com son la possibilitat de la prefabricació en taller, la rapidesa de muntatge, la facilitat de treball dels seus materials per aconseguir pràcticament qualsevol geometria, etc...A més, molts d'aquests sistemes constructius ja estan certificats per l'institut Passivhaus, amb la qual cosa la seva solvència ja està garantida de bon començament. Hem de recordar també que la certificació Passivhaus va néixer a Alemanya fa ja més de 25 anys, i a Centre Europa aquests tipus constructius són molt utilitzats (d'aquí també la seva popularitat dins el món de la construcció passiva). I també tenen un avantatge addicional: com que són estructures pràcticament buides, es poden omplir d'aïllament tèrmic i aconseguir unes transmitàncies baixíssimes ( U = 0,10/0,15 W/m2K) amb un gruix de mur d'uns 25-30 cm, mentre que amb altres sistemes potser caldrien gruixos de fins a 40-45 cm per poder encabir estructura i aïllament.
Però, si tornem a l'argument inicial, realment cal tant d'aïllament? Què passaria si l'edifici pogués emmagatzemar l'escalfor per poder utilitzar-la quan convingui? A l'estudi vàrem fer la prova de treballar amb la inèrcia tèrmica dels materials tradicionals pesats amb un edifici que volíem certificar Passivhaus: per una banda, vàrem suposar que l'edifici estava construït amb un sistema de construcció lleugera de fusta, i per l'altra vàrem suposar un tipus de construcció amb murs de càrrega tradicional de totxo ceràmic (sense extradossar) amb aïllament per l'exterior i coberta de forjat unidireccional de biguetes de formigó, també amb aïllament exterior. A primer cop d'ull, la diferència més evident és que amb el primer sistema necessitàvem uns 22-24 cm d'aïllament per complir amb les exigències de la certificació, amb una transmitància al voltant dels 0,12 W/m2K, i en el segon cas en canvi només calien uns 14 cm d'aïllament i una transmitància de 0,25 W/m2K.
És evident que en el segon cas la inèrcia tèrmica de l'edifici hi jugava un paper fonamental. Per a calcular-la es va tenir en compte la norma EN ISO 13786 i la normativa francesa específica (“Règles TH-I. Caractérisation de l’inertie thermique des bâtiments”) per a tenir valors reals de construcció i no valors aproximats, que sí que es tenen en compte en els fulls de càlcul PHPP de la certificació Passivhaus fins a un valor de capacitat tèrmica específica de 204 Wh/m2K ( en la norma francesa es consideren valors superiors per a edificació pesada). Al final, amb els resultats obtinguts, resultava que l'hora de major emissió d'energia calorífica a l'estiu es decalava fins a 11 hores respecte de l'hora més calorosa del dia, i per tant això permetia que l'escalfor emmagatzemada en les hores més caloroses fos dissipada en les hores més fresques de la nit, i per tant això permet tenir unes oscil·lacions menors de la temperatura interior de la casa.
Cal, però, fer algunes consideracions sobre la solució adoptada: el pes i la densitat dels materials de construcció juga un paper fonamental a l'hora de calcular la inèrcia dels elements constructius, però encara és més determinant la situació dins la composició del mur i els materials de recobriment d'aquests. Si una part de l'aïllament tèrmic necessari passa a situar-se a la cara interior del mur, es perd gairebé tota la inèrcia tèrmica i la incidència d'aquesta en el càlcul és gairebé nul·la. I pel que fa als revestiments, un maó foradat enguixat amb un guix de densitat fins a 1200-1400 kg/m3 o arrebossat amb morter de sorra fina pot arribar a donar millors resultats per a la inèrcia tèrmica que un maó massís (i per tant més pesat) amb un guix de menor densitat i una transmitància més petita.
Per tant, la conclusió a la que arribem és que una casa construïda amb materials tradicionals pesats pot adaptar-se millor a un clima mediterrani que una altra construïda amb un sistema d'entramat lleuger, sempre que es compleixin una sèrie de condicions. L'èxit d'aquest segon tipus de construcció és deu més aviat a la seva solvència com a sistemes constructius passius certificats i importats directament de Centre Europa. Els sistemes pesats, per altra banda, permeten prescindir d'un cert gruix d'aïllament que pot arribar a ser un gran inconvenient a l'estiu, encara que segurament requereixen d'un major control dels processos constructius en obra. Tot té punts a favor i en contra, i serà la valoració de cada client i el seu estil de vida el que acabarà de decantar la balança.
"(ESP) A veces se argumenta que, en un clima mediterráneo como el nuestro, las casas pasivas se sobrecalientan en verano. Hay una buena razón para argumentarlo; las casas pasivas tienen unos grandes espesores de aislamiento que funcionan muy bien para aislarse del frío del invierno, pero que pueden ser un inconveniente en verano, sobre todo si, por cualquier razón ajena al diseño de la casa, esta puntualmente se calienta más de lo habitual y hay que disipar el calor sobrante para volver a la temperatura de confort de 25 ºC. Esto podría ocurrir si, por ejemplo, una ventana demasiado expuesta al sol permaneciera durante un largo periodo de tiempo sin protección solar en pleno verano. No sería nada extraño.
Habitualmente las casas con certificación Passivhaus están construidas con técnicas de construcción ligera, normalmente con estructura de madera o "steel-framing". Estos sistemas tienen grandes ventajas, como son la posibilidad de la prefabricación en taller, la rapidez de montaje, la facilidad de trabajo de los materiales para conseguir prácticamente cualquier geometría, etc ... Además, muchos de estos sistemas constructivos ya están certificados por el Instituto Passivhaus, con lo cual su solvencia ya está garantizada desde el principio. Debemos recordar también que la certificación Passivhaus nació en Alemania hace ya más de 25 años, y en Centro Europa estos tipos constructivos son muy utilizados (de ahí también su popularidad en el mundo de la construcción pasiva). Y también tienen una ventaja adicional: al ser estructuras prácticamente vacías, se pueden llenar de aislamiento térmico y conseguir unas transmitancias bajísimas (U = 0,10 / 0,15 W / m2K) con un espesor de muro de unos 25- 30 cm, mientras que con otros sistemas quizás necesitaríamos espesores de hasta 40-45 cm para poder combinar estructura y aislamiento.
(Imagen 1)
Pero, si volvemos al argumento inicial, realmente se necesita tanto aislamiento? ¿Qué pasaría si el edificio pudiera almacenar el calor para poder utilizarlo cuando convenga? En el estudio hicimos la prueba de trabajar con la inercia térmica de los materiales tradicionales pesados con un edificio que queríamos certificar Passivhaus: por un lado, supusimos que el edificio estaba construido con un sistema de construcción ligera de madera, y por el otro consideramos un tipo de construcción con muros de carga tradicional de ladrillo cerámico (sin trasdosar) con aislamiento por el exterior y cubierta de forjado unidireccional de viguetas de hormigón, también con aislamiento exterior. A primera vista, la diferencia más evidente es que con el primer sistema necesitábamos unos 22-24 cm de aislamiento para cumplir con las exigencias de la certificación, con una transmitancia en torno a los 0,12 W / m2K, y en el segundo caso en cambio sólo se necesitaban unos 14 cm de aislamiento y una transmitancia de 0,25 W / m2K.
(Imagen 2)
Es evidente que en el segundo caso la inercia térmica del edificio jugaba un papel fundamental. Para calcularla se tuvo en cuenta la norma EN ISO 13786 y la normativa francesa específica ( "Reglas TH-I. Caractérisation del inertie thermique diciembre Bâtiments") para tener valores reales de construcción y no valores aproximados, que sí se tienen en cuenta en las hojas de cálculo PHPP de la certificación Passivhaus hasta un valor de capacidad térmica específica de 204 Wh / m2K (en la norma francesa se consideran valores superiores para edificación pesada). Al final, con los resultados obtenidos, resultaba que la hora de mayor emisión de energía calorífica en verano se decalaba hasta 11 horas respecto de la hora más calurosa del día, y por lo tanto esto permitía que el calor almacenado en las horas más calurosas fuera disipado en las horas menos calurosas de la noche, y por lo tanto esto permite tener unas oscilaciones menores de la temperatura interior de la casa.
Sin embargo, hay que hacer algunas consideraciones sobre la solución adoptada: el peso y la densidad de los materiales de construcción juega un papel fundamental a la hora de calcular la inercia de los elementos constructivos (capacidad térmica específica), pero todavía es más determinante la situación dentro de la composición del muro y los materiales de recubrimiento de estos. Si una parte del aislamiento térmico necesario pasa a situarse en la cara interior del muro, se pierde toda la inercia térmica y la incidencia de ésta en el cálculo es casi nula. Y en cuanto a los revestimientos, un ladrillo hueco enyesado con un yeso de densidad hasta 1200-1400 kg / m3 o enlucido con mortero de arena fina puede llegar a dar mejores resultados para la inercia térmica que un ladrillo macizo (y por tanto más pesado) con un yeso de menor densidad y una transmitancia menor.
Por lo tanto, la conclusión a la que llegamos es que una casa construida con materiales tradicionales pesados puede adaptarse mejor a un clima mediterráneo que otra construida con un sistema de entramado ligero, siempre que se cumplan una serie de condiciones. El éxito de este segundo tipo de construcción es debe más bien a su solvencia como sistemas constructivos pasivos certificados e importados directamente de Centro Europa. Los sistemas pesados, por otra parte, permiten prescindir de un cierto espesor de aislamiento que puede llegar a ser un gran inconveniente en verano, aunque seguramente requieren de un mayor control de los procesos constructivos en obra. Todo tiene puntos a favor y en contra, y será la valoración de cada cliente y su estilo de vida lo que acabará de decantar la balanza."