Rehabilitación energética de una finca histórica mediante el Estándar Passivhaus

Sistemas pasivos: la recuperación del patrimonio arquitectónico

Después de un proceso de documentación sobre la finca y copiando el aspecto de su finca hermana, al otro lado de la calle, se ha recuperado la fachada lisa con molduras imitando a las originales. La ampliación posterior, así como la remonta de las plantas 2 y 3, se ha separado estéticamente de la vivienda original, mediante un aspecto sobrio y de líneas rectas. Se ha utilizado el SATE con una doble función, como aislamiento principal de los muros de la vivienda y como elemento moldeable que ha conformado la fachada: se han realizado vueltas, esquinas curvadas y relieves. El aislamiento es de EPS con grafito, de 120 mm de espesor, con una conductividad térmica de 0,032 W/m·K. En la fachada medianera, se ha aislado por el interior con un trasdosado de lana mineral (λ = 0,032 W/m·K). En la fachada Oeste, que da a la vía pública, al no poderse instalar SATE, se optó por insuflar lana mineral (λ = 0,034 W/m·K) en la cámara de aire existente, de 110 mm de espesor.

Con el propósito de que los acabados fuesen en consonancia con la época de la vivienda, se optó por un acabado en mortero de cal. Cabe destacar también, el uso de materiales tradicionales en los acabados interiores, como el enlucido de yeso en muros y suelos con mortero de cal, materiales que ayudan a regular higrotérmicamente la vivienda y aportan un gran confort.

Las carpinterías han sido otro punto clave: se han fabricado carpinterías de madera con el dintel curvo, que recuerdan la estética modernista, pero de altas prestaciones térmicas. Dichas prestaciones, se consiguen mediante un perfil de madera de 78 mm, que enmarca un solo vidrio por hoja, disimulado mediante falsos parteluces. Los parteluces son en realidad intercalarios colocados estratégicamente entre las dos hojas del acristalamiento y acabados al exterior con un listón de madera fijado a los laterales.

Sumado a una cuidada instalación de la carpintería, donde se ha reducido el puente térmico mediante el sobre-aislamiento del marco y la instalación de cintas precomprimidas, se consigue un elemento arquitectónico con una transmitancia de ventana instalada de Uw= 1,37 W/m2·K. Para el control de la carga solar, se han previsto porticones tradicionales con lamas regulables, en las ventanas de la fachada Oeste y vidrios de control solar con persianas venecianas en la Planta 3, que tiene grandes aperturas.

A continuación se muestran diagramas de cálculos de los puentes térmicos y del cálculo de la temperatura superficial, confort e higiene.

La estrategia de hermeticidad se ha planteado por el interior de la vivienda, consiguiendo un resultado en el Test Blower Door de N50 = 1,60 renovaciones por hora. La capa hermética se compone de:

• Placas de aislamiento PIR sobre la solera, encintado entre sí y sellado con pintura hermética los muros.
• Enyesado denso en los muros, exteriores y paredes maestras interiores.
• Cinta autoexpansiva y pintura hermética entre las carpinterías (Clase 4 de permeabilidad al aire) y los muros exteriores.
• Chapa metálica en la cubierta, piezas selladas entre sí con pintura hermética.

Sistemas activos: confort en un clima cálido-húmedo

Como primer paso en la proyección de los sistemas de climatización, se realizó un cálculo de las cargas térmicas de calefacción y refrigeración con un modelo multizona, usando la herramienta de cálculo termo-dinámico DesignBuilder-EnergyPlus. Las condiciones de cálculo y los resultados se muestran en la Tabla 1. Se calibró el PHPP para reflejar las mismas condiciones de cálculo, para comparar resultados. Destaca la carga térmica máxima de refrigeración de 55 W/m2 en la cocina, debido a su orientación al oeste y las altas ganancias internas por los equipos (horno, nevera etc.).

Se optó por el siguiente sistema de climatización y renovación de aire:

• Generador térmico: bomba de calor aerotérmica de 8kW potencia nominal
• Deshumidificadores: 2 deshumidificadores Dew de Zehnder de 350 m3/h
• Elementos terminales: pared & techo radiante Zehnder NIC+ radiadores de baja temperatura Jaga.
• Renovación de aire: recuperador Zehnder ComfoAirQ600 entálpico de 600 m3/h caudal nominal

La solución escogida cubría las cargas térmicas máximas y cumplía con el (poco) espacio disponible y el confort que buscaba la promotora. Las instalaciones cuentan con un sistema de control con mini-server, para la integración de los equipos y el control de la deshumidificación en verano, en donde sondas de temperatura y humedad en cada estancia miden el punto de rocío, actuando sobre la temperatura de agua de las placa radiantes, para evitar -en todo momento- la condensación.

Discusión y conclusiones

El resultado es una vivienda rehabilitada siguiendo el estándar Passivhaus, con una demanda energética baja y unas instalaciones de alta eficiencia energética:

• Demanda de calefacción: 19 kWh/m2·a
• Demanda de refrigeración: 23 kWh/m2·a
• Consumo de energía primaria no renovable: 83 kWh/m2·a

Se ha realizado una comparativa del consumo energético entre la rehabilitación de la vivienda bajo el estándar EnerPHit (edificios de consumo energético casi cero) y la vivienda según la normativa CTE. Para el cálculo se ha previsto las siguientes prestaciones de transmitancia térmicas, hermeticidad al aire y renovación de aire:

Del análisis se desprenden los siguientes resultados de consumos energéticos:

En cuanto a la ventilación, la vivienda según normativa contaría con un sistema de renovación de aire híbrido, con extracción de las zonas húmedas y admisión por aireadores de carpintería, mientras que en el edificio EnerPHit, el sistema de doble flujo con recuperación de calor de Zehnder (ComfoAirQ600 entálpico) permite una recuperación de calor efectiva del 77 %, y una consecuente reducción en el consumo de climatización del 33 % (en combinación con la reducción de las infiltraciones de aire).

A estos resultados se suma la recuperación del patrimonio de la ciudad, demostrando que hay soluciones factibles en obra y que existen productos y sistemas adaptables para la rehabilitación energética de edificios patrimoniales con un alto valor histórico.