8/16/2019 05_estudio_aislamiento

1/7

 

CASA PASIVA  A UN CLIMA MEDIERRANI

Josep Bunyesc

 Arquitecto UPC ETSAB Master EPFL

 Arboretum 21, 25198 LLEIDA. Tel: 609287277,

E-mail: josep@bunyesc.com

INTRODUCCIÓ

La pregunta és com es comporta a Lleida un sistema constructiu lleuger d’entramatde fusta amb poca inèrcia tèrmica i molt aïllat amb llana d’ovella local, durant elcalorós estiu, seguint l’estàndard Passive House o Minergie plus i el seu sistema demonitorització. 

MÈTODE 

Per avaluar el comportament passiu de l’edifici, un cop finalitzada l’obra, al setembrede 2009, es van col·locar 4 sensors de temperatura mentre la casa estava habitadaper 2 adults i 2 nens.

El primer objectiu és avaluar el comportament passiu del clima interior d’una casaentre mitgeres construïda amb una estructura lleugera de fusta i aïllament de llanad’ovella amb gruixos de 18 cm als murs, amb una U= 0,2 Wm2K, i 28 cm a lacoberta, amb una U= 0,16 Wm

2K , però poca inèrcia tèrmica. La fusteria es una

combinació de finestres de fusta i vidre doble de baixes emissions, amb una U= 1,5Wm2K.

El segon objectiu és avaluar el comportament d’un pati semi obert i com afecta al’interior de la casa.

CONTINGUT 

Està demostrat que un sistema de construcció lleuger i ben aïllat funciona de formaòptima durant l’hivern per reduir la demanda de calefacció als edificis.

 A partir de la construcció d’una casa a Lleida, fa dos anys, seguint els criteris delPassivhaus alemany o Minergie plus, volem conèixer el comportament d’aquest tipusd’edificis en condicions càlides durant l’estiu.

 Aquest exemple també comprova l’efecte climàtic d’un pati semi obert a l’hivern i al’estiu. Durant l’hivern,la temperatura està entre 2 i 3 ºC més alta que a l’exterior i

durant l’estiu, la part inferior està més fresca en relació a la temperatura exterior.Es tracta d’una vivenda unifamiliar entre mitgeres de planta baixa, primera planta isoterrani destinada a vivenda i despatx. Encara que la parcel·la és estreta i llarga, elprojecte intenta obrir-se el màxim cap al sud per capturar l’energia solar, passiva igratuïta, però de la qual també ens hem de protegir durant l’estiu.

8/16/2019 05_estudio_aislamiento

2/7

 

Vista del sud de la casa sense la protección solar. Estructura de de fusta i aïllament de llanad’ovella.

El pati central crea una nova façana sud interior que permet distribuir l’energia solara través de tota la casa i evita la típica situació en aquesta tipologia en què una caraestà assolellada i l’altra obscura. El pati i les escales articulen les circulacions dins

de la casa i creen unes vistes creuades interiors que permeten entrellaçarvisualment les activitats dels diferents nivells, creant una relació interessant.

El sistema constructiu usat està format per penells de fusta autoportants quecontenen aïllament de llana d’ovella al seu interior i un panel OSB com acabatinterior i un tauler transpirable a la cara exterior per evitar condensacions i eliminarels ponts tèrmics.

 Aquests panells prefabricats prèviament al taller, amb precisió i una estrictaplanificació, es munten a l’obra amb molta facilitat i rapidesa. D’això se’n desprèn unsistema constructiu competitiu i amb una durada d’obra inferior a 5 mesos.

Gràfic bioclimàtic a l’estiu i posició dels sensors de temperatura.

1: sensor interior habitacions; 2: part superior del pati; 3: part inferior del pati; 4: despatx d’arquitectura

21

34

8/16/2019 05_estudio_aislamiento

3/7

És un edifici d’una gran eficiència energètica; els primers dos anys, el consum va serde 10 kWh/ (m2 any) i l’últim hivern va ser de 8 kWh/ (m2 any), només per calefacció,

 ja que no hi ha cap sistema actiu de refrigeració gràcies al gruix de l’aïllament de 18 i28 cm, vidres de baixa emissió i una bona orientació. El consum en calefacció de lacasa i el despatx està al voltant dels 200€ al any i encara no estan construïdes lescases veïnes. És interessant avaluar el comportament a l’estiu de la construcciólleugera amb baixa inèrcia tèrmica i ben aïllada en un clima mediterrani.

La superfície utilitzada per aquestes dades és de 175,7 m2. De fet, hem de felicitarels resultats de PHPP perquè són molt més realistes que altres programesd’obligatori compliment a Espanya.

Aquest sistema constructiu basat en l’ús de la fusta i l’aïllament de llana d’ovella,materials d’origen orgànic i 100% renovables, permet que sigui un edifici sostenibleamb una energia gris molt baixa. El procés de preparació de la llana a nivelld’emissions de CO2, per exemple, és 10 vegades inferior al d’un poliestirè. El balançd’emissions de CO2 de l’edifici és neutre ja que la fusta emmagatzema,proporcionalment, la mateixa quantitat de CO2 que s’ha generat en l’obtenciód’altres materials de construcció i la seva posada en obra.

Planta coberta Vista del interior del pati Imatge de la idea de pati

Aquesta construcció s’adapta i contribueix a fer realitat les ambicioses directrius i

previsions europees de reduir dràsticament les emissions dels edificis i de l’estalvid’energia. Aquí presentem una opció senzilla i assequible per fer realitat aquestsobjectius d’eficiència energètica i estalvi de recursos a nivell global.

RESULTATS 

L’evolució de la temperatura interior durant la primavera i tardor està dintre de lazona de comfort sense cap tipus d’energia de reforç. Durant l’hivern, puntualment, fafalta aportar energia amb un total de 10 8 kWh/ (m2 any) a un cost de 1€/m2 anual.

Es constata que durant la primavera i la tardor, la temperatura interior està sempre ala zona de comfort mentre que la temperatura exterior està la major part del temps

per sota de la temperatura de comfort. Aquesta temperatura mitjana , sempresuperior a l’interior, s’aconsegueix amb les aportacions solars directes i indirectes itambé amb els guanys interns per l’ús quotidià de la vivenda i el despatx.

8/16/2019 05_estudio_aislamiento

4/7

 

Durant l’estiu, que és càlid i sec amb un gran salt tèrmic exterior, entre 19 ºC durantla nit i 37 ºC durant el dia, la temperatura interior a la part superior de la casa oscil·laentre els 23 i 27 ºC. La poca inèrcia tèrmica fa que l’edifici sigui sensible a lesaportacions internes i externes, de manera que per tal de mantenir tot l’estiu latemperatura de comfort interior fa falta parar atenció a la prevenció de l’entrada de laradiació solar a l’interior i tenir una ventilació creuada durant la nit. D’aquestamanera es pot aconseguir una temperatura mitjana interior inferior comparada ambla temperatura mitjana exterior. Tanmateix, encara que tingui molt aïllament o moltainèrcia tèrmica sense un sistema actiu de ventilació durant la nit, la temperaturainterior de l’edifici s’anirà apropant a la temperatura mitjana exterior que s’propa als30°C durant 20 dies consecutius.

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23

temp ext

temp int 21gener 

0

200

400

600

800

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31

Frecuencia de repetición de la temperatura en ºC del20/10/2010 - 20/11/2010 sin calefacción

EXT

INTERIOR

Gràfica de l’evolució diària de

la temperatura el 21 de gener

de 2010, un dia típic d’hivern,

sense calefacció.

Gràfica de la freqüència de

repetició de la temperatura

cada 30 minuts al novembrede 2010, sin calefacció.

Daily hours

ºC

ºC

Repetitions

8/16/2019 05_estudio_aislamiento

5/7

 

Gràfica de l’evolució de la temperatura diària el 2 de juliol de 2010, un típic dia d’estiu.

 A la gràfica superior es pot observar que hi ha una zona de comfort molt estable quecorrespon al soterrani, amb molta més inèrcia tèrmica que la resta per l’efecteregulador de la terra pel fet d’estar enterrat i perquè l’aire fred sempre baixa i esqueda a la part inferior.

D’acord amb els resultats del PHPP, la freqüència de sobreescalfament per damuntdels 26ºC és el 18% i per damunt dels 27ºC, el 3%. Els 27ºC es superen raramentamb la ventilació creuada durant la nit i tancant la casa durant el dia, protegint-la delsol. Per aquesta raó, no és necessari instal·lar un sistema actiu de refrigeració,encara que el terra radiant també pot utilitzar-se per refrescar lleument.

Si volem ser més exigent i no volem tolerar una temperatura càlida en cap moment,és possible instal·lar un sistema actiu de refrigeració que hauria de ser capaç demantenir la temperatura dins la zona de comfort amb un baix consum. Per exemple,l’energia necessària pel sistema de refrigeració podria provenir de l’energia solar,

perquè és durant les hores de més calor quan tenim més energia solar que s’had’aprofitar. L’avantatge és la petita quantitat de fred que necessitem.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

temperature evolution 2   july 2010

1 temp 

interior habit1

temp 

ext_lleida 

meteocat

4 temp 

despatx studio

3 temp pati

0

100

200

300

400

500

600

700

800

1 3 5 7 9 11 1 3 1 5 1 7 19 21 2 3 2 5 2 7 29 31 3 3 3 5 3 7 39

Frecuencia de la repetición de la temperatura 

en ºC entre  7/6/2010 ‐ 7/7/2010 sin sistema de 

refrigeración

exterior

interior

En aquesta gràfica es pot veurel’evolució de la temperaturadurant un mes d’estiu (08-06-2010/ 08-07-2010). La temperatura,presa cada 30 minuts, és inferiorque a l’exterior i la major part ladel temps està dins de la zona decomfort.

ºC

ºC

Daily hours

8/16/2019 05_estudio_aislamiento

6/7

 A més, es pot observar que no hi ha correspondència entre la temperatura més altaexterior i la interior que s’explica amb el temps que necessita la temperatura exteriora creuar els murs fins a l’interior.

En un segon estudi, vam veure la influència del pati com espai de transició entrel’interior i l’exterior.

1 2 3

Imatge 1: Pati al despatx del soterrani

Imatge 2: Pati a la planta baixa

Imatge 3: Dos sistemes mòbils diferent per protegir el pati: un porticó lliscant i un tendal a la coberta.

Gràfica de les temperatures interiors, exteriors i del pati el juliol de 2010.

Cuina solar, ideal per estalviar energia i evitar guanys interns a l’estiu.

 Al gràfic superior es pot observar que la temperatura del pati, a l’estiu, no és lamateixa que a l’exterior: al pati van de 21-31ºC mentre que a l’exterior oscil·len entre19-36ºC. Aquest fet és important per observar que els grans finestrals del pati noestan sotmesos a grans guanys exteriors.

 A l’hivern, el porticó lliscant situat a la façana sud (imatge 3) està obert durant el diaper deixar entrar la llum del sol al pati i es tanca durant la nit per protegir l’espai

interior, però és permeable per permetre que l’aire pugui circular.Es constata que durant les nits d’hivern, la temperatura del pati és 2 o 3 ºC superiorque a l’exterior. Per exemple, 0ºC i no -2ºC, sembla insignificant, però permet reduir

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

35,00

      0      1     :      0      0

     ‐      0      2     :      0      0

      0      3     :      0      0

     ‐      0      4     :      0      0

      0      5     :      0      0

     ‐      0      6     :      0      0

      0      7

     :      0      0

     ‐      0      8     :      0      0

      0      9     :      0      0

     ‐      1      0     :      0      0

      1      1     :      0      0

     ‐      1      2     :      0      0

      1      3     :      0      0

     ‐      1      4     :      0      0

      1      5     :      0      0

     ‐      1      6     :      0      0

      1      7     :      0      0

     ‐      1      8     :      0      0

      1      9     :      0      0

     ‐      2      0     :      0      0

      2      1     :      0      0

     ‐      2      2     :      0      0

      2      3     :      0      0

     ‐      0      0     :      0      0

      0      1     :      0      0

     ‐      0      2     :      0      0

      0      3     :      0      0

     ‐      0      4     :      0      0

      0      5     :      0      0

     ‐      0      6     :      0      0

      0      7

     :      0      0

     ‐      0      8     :      0      0

      0      9     :      0      0

     ‐      1      0     :      0      0

      1      1     :      0      0

     ‐      1      2     :      0      0

      1      3     :      0      0

     ‐      1      4     :      0      0

      1      5     :      0      0

     ‐      1      6     :      0      0

      1      7     :      0      0

     ‐      1      8     :      0      0

      1      9     :      0      0

     ‐      2      0     :      0      0

      2      1     :      0      0

     ‐      2      2     :      0      0

      2      3     :      0      0

     ‐      0      0     :      0      0

      0      1     :      0      0

     ‐      0      2     :      0      0

      0      3     :      0      0

     ‐      0      4     :      0      0

      0      5     :      0      0

     ‐      0      6     :      0      0

      0      7

     :      0      0

     ‐      0      8     :      0      0

      0      9     :      0      0

     ‐      1      0     :      0      0

TEMPERATURE EVOLUTION 19‐21 JUNE 2011

TEMPERATURA 

EXTERIOR 

METEOCAT

3 TEMPERATURA 

PATI

1 TEMPERATURA 

INTERIOR

ºC

Daily hours

8/16/2019 05_estudio_aislamiento

7/7

sobre el 20% les pèrdues del pati durant la nit i representa una disminució del 10%de les pèrdues durant la nit de tot l’edifici (el pati és la part més oberta).

Si es millorés l’estanquitat a l’aire del tancament del pati, encara que no estigui aïllat,es milloraria l’efecte protector i estabilitzador de la temperatura del pati.

CONCLUSIÓ 

Una construcció lleugera amb un bon aïllament permet un gran estalvi energèticdurant tot l’any: si prenem les precaucions necessàries per assegurar que el sol noentri directament i tenim un sistema de ventilació, podem mantenir la temperaturacomfortable durant un estiu calorós.

Les vivendes passives necessiten uns usuaris actius pel seu bon funcionament.

Els espais semi exteriors com els patis o els sistemes mòbils o vegetals de protecciósolar són recursos de l’arquitectura tradicional mediterrània que hem d’aplicar i

interpretar per ajudar-nos a suavitzar les condicions extremes exteriors i permetreque els edificis funcionin bioclimàticament millor.