Passivhaus o Casa Pasiva, es una nueva forma de construcción de edificios energéticamente eficientes nacido en Alemania, que se ha ido extendiendo por el resto del mundo. Son edificios con un elevado confort interior, en el que el consumo energético nulo es posible gracias a un sistema de ventilación controlada y un máximo cuidado de la envolvente del edificio.
Passivhaus no es una marca comercial, es un concepto de construcción internacional que ha sido estudiado y analizado, obteniendo excelentes resultados en los miles de edificios construidos bajo su estandar durante sus más de 20 años de experiencia.
Las casas pasivas permiten ahorros de energía relacionados con la calefacción y el enfriamiento de hasta un 90% en comparación con con los edificios de construcción más antiguos y más del 75% en comparación con la media de las nuevas construcciones.
DISEÑO
Las Passivhaus, tienen unos criterios de diseño estandarizados que se basan en la optimización y correcta combinación de varios aspectos fundamentales:
Compacidad:
La compacidad es la densidad resultante de la relación entre la superficie envolvente exterior y el volumen que encierra. Cuanto más elevada sea esta más se reducirán las pérdidas energéticas del edificio. Sin embargo, la compacidad no debe anteponerse a la calidad arquitectónica de los edificios y de su entorno urbano, es únicamente uno de los diversos factores que permite una arquitectura de calidad.
Orientación:
Los edificios pasivos deben estar ideados para que con su orientación puedan aprovechar al máximo la energía solar, limitando los sobrecalentamientos para garantizar un buen balance energético. Una buena orientación es especiaLmente importante en climas con una alta radiación solar como es, por ejemplo, el caso de España.
Protección solar:
De la misma forma que la radiación solar es la fuente pasiva de calefacción en invierno, resulta un inconveniente en verano. Con la protección solar es posible optimizar los huecos del edificio para maximizar las ganancias solares en invierno y minimizarlas en verano.
Reflectividad solar:
Para disminuir la demanda de refrigeración en verano es necesario aumentar la reflectividad solar de las superficies exteriores, lo que permite minimizar la absorción de la radiación solar.
AISLAMIENTO TÉRMICO
Un buen aislamiento térmico permite mejorar el comportamiento del edificio. Es especialmente necesario en invierno, cuando la diferencia de temperatura entre el interior y el exterior es mayor, impidiendo la transmisión de calor hacia el exterior.
El objetivo es optimizar el espesor del aislamiento térmico, en función del clima, hasta encontrar el punto de inflexión, a partir de este el aumento de grosor es muy poco relevante para la mejora de la eficiencia energética.
Podría pensarse que un aislamiento excesivo perjudicaría el comportamiento térmico de los edificios en verano, por la dificultad para disipar el calor absorbido durante el día, pero es posible contrarrestarlo con el resto de estrategias pasivas enfocadas al verano: una orientación y protección solar adecuadas para potenciar la disminución de ganancias solares y una buena ventilación nocturna.
INERCIA TÉRMICA
La inercia térmica permite que un elemento constructivo en contacto directo con el aire pueda conservar la energía térmica recibida e ir liberándola progresivamente.Cuando la energía almacenada alcanza un punto de saturación, el flujo energético se invierte y la energía vuelve a fluir desde el elemento constructivo hacia el aire.
Puede considerarse la inercia térmica como un gestor de energía que funciona como una batería. Optimizar el uso de esta batería, cargándose tanto con la radiación solar y como con las ganancias energéticas internas y descargándose durante la noche de forma natural por medio de ventilación cruzada o artificial, permite una regulación térmica que puede resultar muy favorable para mejorar el confort interior y reducir el consumo energético.
AUSENCIA DE PUENTES TÉRMICOS
Los puentes térmicos son las zonas de la envolvente del edificio en las que se hace visible una variación de la uniformidad de la construcción. Puede ser por un cambio del espesor del cerramiento, de los materiales empleados, penetración de elementos constructivos con diferente conductividad, etc…, lo que conlleva necesariamente una disminución de la resistencia térmica respecto al resto de los cerramientos. Estos puentes térmicos perjudican la eficiencia energética del edificio y aumentan el riesgo de condensaciones y moho superficial.
El estándar Passivhaus garantiza la máxima continuidad de la envolvente exterior reduciendo al máximo los puentes térmicos y garantizando la no formación de condensaciones ni de mohos superficiales.
ALTA CALIDAD DE VENTANAS
La ventanas son el elemento constructivo más débil energéticamente de la envolvente del edificio. El estándar Passivhaus establece una serie de criterios muy rigurosos respecto a las ventanas. Se utilizan ventanas con doble o triple vidrio rellenas de un gas inerte, dependiendo del clima, combinadas con carpinterías de altas prestaciones térmicas.
Se usa un vidrio bajo emisivo, para reflejar el calor al interior de la vivienda en invierno, y mantenerlo en el exterior en verano.
En función de las condiciones climáticas se realiza la selección del vidrio esta varía en función del factor solar(relación entre la radiación solar a incidencia normal que se introduce en el edificio a través del vidrio y la que se introduciría si el acristalamiento se sustituyese por un hueco transparente). En algunas zonas climáticas puede interesar maximizar las ganancias solares durante el invierno y en otras minimizarlas durante el verano.
HERMETICIDAD
Debido a que las casas pasivas tienen un aislamiento térmico muy alto, las juntas constructivas deben tener muy pocas pérdidas de infiltración de aire. Las infiltraciones forman parte de las pérdidas energéticas no deseadas y no controladas que provocan un flujo de aire caliente hacia el exterior en invierno y hacia el interior en verano.
Además del aspecto energético, las infiltraciones de aire exterior generan pérdida de confort y un movimiento de aire húmedo a través de los cerramientos, lo que aumentan el riesgo de condensaciones y moho superficial.
En el del estándar Passivhaus la hermeticidad del aire es un aspecto clave, dado que repercute de manera importante en la eficiencia energética del edificio y garantiza el correcto funcionamiento y el rendimiento de la ventilación de doble flujo con recuperación de calor.
La hermeticidad se mide con una prueba de presión, o ensayo Blower Door, que consiste en crear una diferencia de presión entre el interior y exterior a través de un ventilador colocado en una puerta o ventana creando una diferencia de presión de 50 Pa. Para cumplir el estándar el resultado debe ser según EN 13829 inferior a 0.6 renovaciones de aire por hora (valor de estanqueidad 50 Pa).
VENTILACION CONTROLADA CON RECUPERACIÓN DE CALOR
La ventilación mecánica con recuperación de calor es un concepto novedoso por el cual el aire de la vivienda se renueva de forma automática, de forma que no es preciso controlar la apertura y cierre de puertas y ventanas.
Para minimizar la demanda energética del edificio, se establece según el estándar Passivhaus una renovación de aire aproximadamente del 30% del volumen de los espacios interiores (en verano puede ser algo mayor).
La función primordial de leste tipo de ventilación es asegurar la calidad higiénica de los espacios interiores y garantizar la extracción de agentes que pueden ser nocivos para el cuerpo humano o el edificio como CO2 y otros gases nocivos como el radón, vapor de agua, componentes orgánicos volátiles (COV) y olores de la actividad humana.
La ventilación mecánica controlada nos proporciona una mayor calidad del aire en el interior por tratarse de una ventilación constante, ya que filtra el 90% de los pólenes y de las partículas nocivas que se puedan encontrar en el aire (especialmente en grandes ciudades con altos niveles de contaminación), lo que hace a estos edificios especialmente aptos para alérgicos y asmáticos, niños y ancianos.
Los recuperadores de calor de los edificios Passivhaus son capaces de aprovechar hasta un 95% de la energía contenida en el aire de expulsión, transfiriéndolo al aire de impulsión, de tal manera que si el aire interior se encuentra a 20 Cº y el exterior el a -10ºC se consigue que este último entre a una temperatura de 16.5 ºC.
VENTILACIÓN NATURAL CRUZADA EN VERARNO
La ventilación natural resulta muy importante para los edificios Passivhaus.
A pesar de la variabilidad y el difícil de control de las fuerzas motrices naturales, la ventilación natural puede reducir costos en el consumo de energía, además de proporcionar aire fresco y mejorar el bienestar y las condiciones de higiénicas del aire para los ocupantes.
Este tipo de ventilación resulta más favorable en zonas climáticas donde las temperaturas nocturnas descienden considerablemente con respecto a las temperaturas durante el día, como en el norte de Europa y climas donde existe una mayor diferencia de temperatura entre interior y exterior tanto en invierno como en verano.
Durante el verano, la ventilación natural nocturna resulta muy eficaz para disipar el calor absorbido durante el día.
MODELIZACIÓN ENERGÉTICA DE GANANCIAS Y PÉRDIDAS
El cumplimiento del estándar Passivhaus se basa en el modelado con el software de cálculo PHPP (Passive House Planning Package) del edificio. El cumplimiento de los requisitos del estándar Passivhaus se consigue a través de la optimización del balance energético del edificio (relación entre ganancias y pérdidas) con la herramienta de cálculo PHPP.