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Conceptos básicos del estándar Passivhaus (Parte 2) Casas pasivas. El estándar energético Passivhaus en el clima mediterráneo Nuria Díaz Antón, arquitecta, VAND arquitectura

Instituto de arquitectura COAM

20 octubre 2014

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Conceptos básicos del estándar Passivhaus (Parte 2)



20 octubre 2014

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ÍNDICE -Principio básico VENTANAS

-Principio básico ESTANQUEIDAD -Principio básico VENTILACIÓN



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Aire exterior

Aire de extracción

Aire de expulsión

Aire de impulsión

principios básicos

fuente: Passive House Institute/ iPHA

PRINCIPIO BÁSICO_ VENTANAS



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VENTANAS DE ALTAS PRESTACIONES Las ventanas son un punto crítico del balance energético. Debe minimizar pérdidas de calor a la vez que maximiza las ganancias. En una Casa Pasiva hay que garantizar una temperatura superficial interior de 17 ºC. Para ello hay que emplear ventanas de altas prestaciones con vidrios bajo emisivos dobles (o triples) que a veces incorporan gases nobles en las cámaras con el fin de mejorar el coeficiente de transmisión térmica.

Fuente: Passive House Institute



20 octubre 2014

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Vistas al exterior Uso de la luz natural Aprovechar ganancias solares Aislamiento térmico Ventilación (verano), nocturna

LA IMPORTANCIA DE LAS VENTANAS EN EL ESTÁNDAR PASSIVHAUS

Fuente: iPHA



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REQUISITOS DE LAS VENTANAS PASSIVHAUS Diferencias entre una ventana convencional y una ventana Passivhaus

-Altas prestaciones energéticas de sus componentes -Hermeticidad de la ventana y de la instalación -Cumple los criterios de CONFORT, HIGIENE y ENERGÍA

Fuente: iPHA



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Triple-glazing: Radiant temperature: 20.5°C left half of room Radiant temperature: 18°C right half of room

Double-glazing: Radiant temperature: 20.5°C left half of room Radiant temperature: 15°C right half of room

REQUISITOS DE LAS VENTANAS PASSIVHAUS CRITERIO DE CONFORT Diferencia de temperatura entre ambiente interior y superficie interior de la ventana ≤ 4,2 K

θsi ≥ θop -4.2 K Temperatura superficial mínima ≥ 17˚C



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Ventana convencional Uw > > 1.5 W/m²K

Temperatura de radiación mitad izquierda de la habitación: 8ºC

Temperatura de radiación mitad derecha de la habitación: 20.5ºC

0°C

fuente: Passive House Institute

Asimetría de temperatura



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Ventana convencional Uw > 1.5 W/m²K


Temperatura de radiación mitad derecha de la habitación: 20.5ºC

0°C


Asimetría de temperatura



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Condición: Ventana de alta calidad Uw < 0,8 W/m²K


Temperatura de radiación mitad derecha de la habitación: 20,5ºC

0°C

Asimetría de temperatura minimizada

Tenemos sensación de confort con temperaturas homogéneas, no con asimetría de temperatura.




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REQUISITOS DE LAS VENTANAS PASSIVHAUS CRITERIOS DE HIGIENE

Fuente: VAND arquitectura

Tª exterior = -6˚C U= 1,6 W/m2K Condensaciones interiores RIESGO DE MOHO MUY IMPORTANTE: la ventilación para eliminar la humedad



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REQUISITOS DE LAS VENTANAS PASSIVHAUS

CRITERIO DE ENERGÍA

Requisitos energéticos: U ventana ≤0,8 W/m2K U ventana instalada ≤0,85 W/m2K (para tres tipologías de cerramiento definidos)

Garantiza que las ganancias solares durante el mes más frío de las ventanas orientadas a sur son mayores que las pérdidas por transmitancia de las mismas. Uvidrio – (1,6 * g) ≤ 0 Factor S= 1,6 (en centro Europa)



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COMPONENTES Y CARACTERÍSTICAS ENERGÉTICAS

Vidrio de alta calidad U vidrio y Factor solar g

Marcos con baja transmitancia térmica Umarco

Espaciador con buenas propiedades aislantes para reducir el puente térmico Ψ espaciador

Fuente: iPHA

Instalación en muro Ψ montaje



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Factores que influyen en las ganancias solares: RADIACIÓN POR ORIENTACIONES COEFICIENTE DE ENSUCIAMIENTO r = rsombras · rsuciedad · rángulo de incidencia · rmarco

Passive House Planning C L I M A T E D A T A

Building:

Standard/regional climate: Select here. Use regional data? Yes Transfer to annual method

Standard Climate building Ourense HT 182 d/a

Select region here Chosen method for annual heating demand: Monthly method Gt 44 kKh/a

Germany Monthly data: Ourense North 116 kWh/(m²a)

Annual data: East 264 kWh/(m²a)

Use annual climate data set No South 521 kWh/(m²a)

Select regional climate here: Results: West 265 kWh/(m²a)

Annual heating demand 9,5 kWh/(m²a) Horizontal 441 kWh/(m²a)

Heating load 10,4 W/m²Ourense

User Data

Regional climate data

Monthly method

Climate: Ourense

Window Area Orientation

Global Radiation (Cardinal Points)

Shading Dirt

Non-Perpendicu-lar Incident Radiation

Glazing Fraction

Maximum: kWh/(m²a) 0,75 0,95 0,85

North 116 0,64 0,95 0,85 0,609East 264 0,41 0,95 0,85 0,583South 521 0,57 0,95 0,85 0,742West 265 0,83 0,95 0,85 0,583Horizontal 441 1,00 0,95 0,85 0,000

Total or Average Value for All Windows.




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Factores que influyen en las ganancias solares: Factor solar g Es el cociente entre la radiación solar a incidencia normal que se introduce en el edificio a través del acristalamiento y la que se introduciría si el acristalamiento se sustituyese por un hueco perfectamente transparente. Se calcula según la EN 410 g vidrios Passivhaus= 0,5 g control solar= 0,3


valor g valor-Ug

W/(m2K)

acristalamiento simple 0,87 5,80doble acristalamiento 4/12 aire/4 0,77 2,90doble acristalamiento 4/16 aire/4 0,77 2,70

Arcon - arcon N solar (4:/10/4/10/:4 Krypton 90%) 0,61 0,67Low-E 0.60 N 52 - GUARDIAN Flachglas 0,61 0,60

RX WARM 0,66 - Reflex d.o.o. 0,47 0,49Unitop 0.60 - 52 - UNIGLAS 0,47 0,56



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Uvidrio * Avidrio + Umarco * Amarco + Ψdist * lvidrio + Ψmontaje * l ventana Uvent, Instalado = —————————————————————————————— Avidrio + Amarco

COMPONENTES Y CARACTERÍSTICAS ENERGÉTICAS: VALOR U

Aventana: Superficie total de la ventana (medidas del hueco de albañilería) Avidrio: Superficie total del acristalamiento Amarco: Superficie del marco Uvidrio: Valor-U del acristalamiento Umarco: Valor-U del maro l vidrio: Perímetro del acristalamiento l ventana: Perímetro del marco (perímetro del hueco de albañilería) Ψdist: Coeficiente de pérdida por puente térmico del distanciador Ψmontaje: Coeficiente de pérdida por puente térmico del montaje

Requisitos energéticos: U ventana ≤0,8 W/m2K U ventana instalada ≤0,85 W/m2K (para tres tipologías de cerramiento definidos)

Factores que influyen en la transmisión: Valor U



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COMPONENTES Y CARACTERÍSTICAS ENERGÉTICAS: VIDRIO

vidrio

Valor U W/(m2K)

sencillo doble Doble Bajo emisivos

Triple Bajo emisivos

Futuro Vacío /Multicapa

Fuente: iPHA valor g valor-Ug

W/(m2K)

acristalamiento simple 0,87 5,80doble acristalamiento 4/12 aire/4 0,77 2,90doble acristalamiento 4/16 aire/4 0,77 2,70

Arcon - arcon N solar (4:/10/4/10/:4 Krypton 90%) 0,61 0,67Low-E 0.60 N 52 - GUARDIAN Flachglas 0,61 0,60

RX WARM 0,66 - Reflex d.o.o. 0,47 0,49Unitop 0.60 - 52 - UNIGLAS 0,47 0,56



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COMPONENTES Y CARACTERÍSTICAS ENERGÉTICAS: MARCO

Type Uf-Value Frame Dimensions Thermal bridges

Assem-blyNo.

Window frame Frame WidthLeft

WidthRight

WidthBottom

WidthTop Ψ glazing edge Ψ installation

Curtain wall system Mullion / transom

1/2 Width mullion

1/2 Width transom Ψ glazing edge Ψ installation

χGC -valueglass carrier

W/(m2K) m m m m W/(mK) W/(mK) W/K

1 Marco madera 1,20 0,140 0,140 0,140 0,140 0,040 0,0402 W Passive House frame; medium thermal quality 0,75 0,140 0,140 0,140 0,140 0,040 0,04034



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BALANCE ENERGÉTICO DE LA VENTANA

El papel de la ventana es fundamental puesto que es el elemento a través del cual se capta la energía que nos va a servir para alcanzar el confort interior de forma pasiva. IMPORTANTE: elegir las características adecuadas para conseguir el balance energético óptimo del edificio

34%

6%

29%

20%

11%

pérdidas por elementos de la envolvente

ventanas

puertas

muros

cubierta

solera

Fuente: VAND arquitectura Pérdidas a través de los distintos elementos de la envolvente de una vivienda unifamiliar en Ourense



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TRANSMISIÓN ELEMENTOS TRANSPARENTES QT = A * U * fT * Gt

CARGAS SOLARES QS = r x g A x G

BALANCE ENERGÉTICO DE LA VENTANA

CARGAS SOLARES

TRANSMISIÓN

CARGAS SOLARES

TRANSMISIÓN

¿Pérdidas o ganancias?



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PROTECCIÓN SOLAR

Orientation Glazing Area Reduction Factor

m² rS

North 4,81 64%

East 2,52 41%South 28,71 57%West 2,52 83%

Horizontal 0,00 100%

El factor de sombra rsombras indica la fracción de radiación solar que recibe un acristalamiento en relación a la radiación que recibiría sin este elemento de sombra (100 % = sin sombra; 0% completamente en sombra) Horizonte Retranqueo de las ventanas Voladizos Sombras adicionales Sombra verano

Tabla resumen de factor de sombra en PHPP:



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LA IMPORTANCIA DE UNA INSTALACIÓN CORRECTA

fuente: Passive House Institute, Darmstadt Izquierda: colocación exterior aislamiento = posible Medio: colocación cara exterior muro = mejor colocación Derecha: colocación cara interior muro = no recomendable

fuente: Anne Vogt

No sirve de nada tener una buena ventana si no se coloca bien en el muro



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Aire exterior

Aire de extracción

Aire de expulsión

Aire de impulsión

principios básicos


PRINCIPIO BÁSICO_ ESTANQUEIDAD



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CONTROL DE INFILTRACIONES_ REGLA DEL LÁPIZ La envolvente del edificio debe ser estanca y evitar el paso incontrolado de aire. Estanqueidad al aire no debe confundirse con aislamiento térmico. Hay que definir en el proyecto la capa estanca, que al igual que la de aislamiento, debe ser continua en toda la envolvente.

Fuente: Konstruktionshandbuch



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Fuente: target

EL MITO DEL EDIFICIO QUE RESPIRA Los edificios no respiran de modo natural a través de grietas y juntas. Si esto ocurre las renovaciones de aire se producen de forma incontrolada, penetrando a menudo una cantidad de aire excesiva o insuficiente =BAJA CALIDAD Los pequeños orificios existentes en la envolvente del edificio pueden llegar a causar numerosos problemas: -condensaciones -sensación de bajo confort térmico -elevado consumo energético -aire interior contaminado Un edificio estanco evita INFILTRACIONES NO DESEADAS y sin embargo puede ser permeable al paso del vapor de agua, es decir, TRANSPIRABLE.



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MÉTODOS PARA CONSEGUIR ESTANQUEIDAD La estanqueidad no es solamente cuestión de una correcta ejecución en obra, es necesario tenerla en consideración desde en una etapa temprana del proyecto: 1. Definir en cada elemento la capa que asegura la estanqueidad.

2. Planificar las uniones entre los elementos constructivos.

3. Detallar las penetraciones necesarias de instalaciones

- Evitar las penetraciones donde es posible - Unificarlas en pocos puntos controlados - Crear una capa de instalaciones para no tener que hacer rozas en las paredes



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MÉTODOS PARA CONSEGUIR ESTANQUEIDAD MATERIALES ESTANCOS: -tableros OSB -telas antiviento -láminas de polietileno -hormigón -enyesado en paredes de obra MATERIALES CRÍTICOS: -relleno de pasta en huecos de instalaciones -poliestireno rígido -paneles de cartón-yeso -paneles de madera SOLUCIONES PARA CONSEGUIR ESTANQUEIDAD -Cintas acrílicas y precomprimidas (bandas de PU) -Collarines para encuentro con conductos -Enchufes estancos



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MÉTODOS PARA CONSEGUIR ESTANQUEIDAD

Fuente: Passivhaus Institute



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fuente: Imagen 1: Passive House Institute, Darmstadt Imagen 2 y 3: Plataforma de Edificación Passivhaus (PEP)

MÉTODOS PARA CONSEGUIR ESTANQUEIDAD Distintas soluciones para conseguir estanqueidad: Imagen 1: Solución del encuentro de dos elementos constructivos Imagen 2: Sellado de juntas Imagen 3: Sellado del marco de ventana



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fuente: Anne Vogt

MÉTODOS PARA CONSEGUIR ESTANQUEIDAD Imagen 1: colocación de la ventana en capa de aislamiento (sin ejecutar) Imagen 2: fijación de las cintas en todo el perímetro Imagen 3: correcta ejecución de encuentros de las cintas



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MÉTODOS PARA CONSEGUIR ESTANQUEIDAD Imagen 1: detalle desde el interior sin sellar Imagen 2: detalle con sellado pero sin acabado en el interior

fuente: Anne Vogt



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Foto: empresa EISEDICHT Foto: empresa pro clima

Perforaciones de la capa estanca debidas al paso de instalaciones -Pasatubos y pasacables



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Foto: empresa Ampack Foto: empresa Ampack

Como alternativa se pueden formar en obra con cintas de caucho butílico que son elásticas y funcionan en tres dimensiones.




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El TEST DE INFILTRACIONES O DE BLOWER DOOR

Fuente: Blower Door GmbH



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Aire exterior

Aire de extracción

Aire de expulsión

Aire de impulsión

principios básicos


PRINCIPIO BÁSICO_ VENTILACIÓN



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¿POR QUÉ HAY QUE VENTILAR? -Evacuación de la humedad (producción de humedad: 10 litros por familiar y día) -Evacuación de olores y contaminantes :CO2, COVs, Radón Concentración de CO2 de diseño para Passivhaus: 1.000 ppm

Según el estándar Passivhaus, una buena calidad de aire se alcanza mediante una renovación continua con aire exterior de 30 m3 por persona (menor de lo exigido por el CTE)



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TIPOS DE VENTILACIÓN -Ventilación natural: puertas, ventanas, aireadores ventanas -Ventilación con sistemas híbridos de extracción -Ventilación con sistemas de recuperación de calor

¿Cuál es la influencia sobre el balance energético del edificio?

¿Cuál es la influencia sobre el confort?



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VENTILACIÓN CON RECUPERACIÓN DE CALOR Recoge el calor que transporta el aire interior y lo transfiere al aire fresco que recoge del exterior. Es capaz de aprovechar hasta un 95% de este calor. En muchos casos evita la instalación de sistemas adicionales de calefacción. Además realiza un filtrado de ese aire para que entre en perfectas condiciones higiénicas y controla los niveles de humedad.

Fuente: Jesús Soto. Vicepresidente PEP



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VENTILACIÓN CON RECUPERACIÓN DE CALOR

Fuente: iPHA



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Prevenir de las altas concentraciones de sustancias nocivas Prevenir de los malor olores Limitar la humedad del aire y prevenir la aparición de mohos

Calentar / enfriar Limpieza (Filtros) Si fuera preciso humidificar o desmuhidificar (¡Cuidado higiene!)

Conseguir buena calidad de aire

Acondicionamiento del aire

Recuperación de energía pasiva

Aumento del confort gracias a temperaturas más altas del aire de admisión Reducción de las pérdidas debidas a la ventilación

VENTILACIÓN CON RECUPERACIÓN DE CALOR: FUNCIONES



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Equipos certificados:

www.passiv.de

Rendimiento recuperación de calor >/= 75% Eficiencia electricidad </= 0,45 Wh/m³

VENTILACIÓN CON RECUPERACIÓN DE CALOR

http://www.passiv.de/



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MUCHAS GRACIAS POR VUESTRA ATENCIÓN

Nuria Díaz Antón

Arquitecta, Certifed Passive House Designer [email protected]

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