Consejos de construcción del Passive House Institute de EE. UU.

El Passive House Institute de EE. UU. (PHIUS) es una organización que promueve los estándares de construcción pasiva y las mejores prácticas. También ofrecen programas de certificación para edificios y productos, así como certificaciones profesionales para arquitectos e ingenieros. Este artículo proporcionará una descripción general de algunos de sus pautas principales para la construcción de viviendas pasivas. Es importante señalar que, aunque se utiliza la palabra «casa», estos conceptos se aplican también a edificios multifamiliares de gran altura e instalaciones comerciales.

El PHIUS resume su filosofía de construcción como “maximice sus ganancias, minimice sus pérdidas”, enfocándose en lograr una sinergia entre la eficiencia energética y el confort. Los cinco principios principales a considerar para la construcción pasiva son los siguientes:

  1. Aislamiento de alto rendimiento
  2. Envolvente de edificio hermético
  3. Ventanas de alto rendimiento
  4. Uso de recuperación de calor y humedad para minimizar los gastos de HVAC
  5. Gestionar la ganancia de calor solar, potenciarla durante el invierno y reducirla durante el verano

Según PHIUS, un edificio pasivo es entre un 5% y un 10% más caro que uno convencional, pero esto se compensa muchas veces durante la vida útil del edificio mediante el ahorro de energía. Además, los edificios pasivos son más cómodos, ya que eliminan dos problemas principales que afectan a los edificios convencionales: corrientes de aire y fluctuaciones de temperatura. En entornos comerciales, la comodidad también puede conducir a un aumento de las ganancias, al estimular a los empleados a ser más productivos.

1) Aislamiento de alto rendimiento

El principal beneficio del aislamiento de alto rendimiento es que se reducen las cargas de calefacción y refrigeración de espacios. Como resultado, los sistemas HVAC pueden tener un tamaño más pequeño, en comparación con un edificio que usa el aislamiento mínimo requerido por los códigos de construcción. Se puede instalar un sistema HVAC más pequeño con menos capital y también tiene unmenor costo operativo.

El PHIUS enfatiza la importancia de evitar los puentes térmicos, que son puntos concentrados en la envolvente del edificio donde el aislamiento es deficiente en comparación con el entorno. La transferencia de calor tiende a concentrarse en los puentes térmicos, provocando una ganancia de calor no deseada en el verano y una pérdida de calor en el invierno.

Los códigos de construcción actuales son limitados cuando se trata de puentes térmicos, ya que sus especificaciones se basan en valores U para aislamiento y modelado unidimensional de envolventes térmicas. Los puentes térmicos son un fenómeno tridimensional complejo que se puede abordar de manera más eficaz con software de modelado de edificios.

2) hermeticidad

Las fugas de aire pueden ser tan perjudiciales como un aislamiento deficiente cuando se trata del rendimiento de la envolvente del edificio. Cualquier intercambio de aire entre espacios acondicionados y no acondicionados hace que los equipos de calefacción y refrigeración trabajen más. Las fugas de aire tienden a ser más comunes alrededor de ventanas, puertas, accesorios de plomería y accesorios eléctricos.

En las construcciones existentes, las fugas de aire se pueden abordar de manera efectiva con calafateo y burletes. Ambos tienen el mismo propósito, que es bloquear los espacios donde se produce la fuga de aire. La principal diferencia es que el calafateo está diseñado para elementos fijos como plomería y accesorios eléctricos, mientras que los burletes están diseñados para tolerar la fricción en elementos móviles como puertas y ventanas. Sin embargo, se debe utilizar calafateo para los bordes externos de los marcos de puertas y ventanas, que no están sujetos a movimientos relativos. En construcciones nuevas, la hermeticidad puede incorporarse en la envolvente durante la fase de construcción del proyecto.

3) Ventanas de alto rendimiento

Se produce una transferencia de calor significativa a través de las ventanas, incluso cuando las paredes circundantes están bien aisladas. Las ventanas de alto rendimiento son una de esas mejoras de eficiencia energética que se pueden implementar en construcciones existentes, pero que es mucho más rentable en edificios nuevos.

Las ventanas con mayor eficiencia energética del mercado utilizan actualmente un triple cristal, gas inerte para llenar los dos espacios resultantes, un marco de fibra de vidrio y un revestimiento de baja emisividad para el vidrio. Las ventanas de doble cristal aplican el mismo concepto, renunciando en parte a la eficiencia energética para lograr un precio más bajo. Sin embargo, tanto las ventanas de triple panel como las de doble panel son mucho más eficientes que los modelos convencionales con hojas simples de vidrio sin revestimiento y marcos metálicos. Una ventana de doble panel es aproximadamente un 50% más eficiente que una convencional, mientras que una ventana de triple panel proporciona un aumento de eficiencia del 20-30% en comparación con una de doble panel.

4) Recuperación de calor y humedad

Dado que los sistemas HVAC tienen el objetivo de controlar la temperatura y la humedad, se puede lograr una mayor eficiencia si se utiliza el aire de escape para preacondicionar el aire de admisión. La ventilación con recuperación de calor (HRV) solo intercambia calor entre las corrientes de aire de suministro y escape, mientras que la ventilación con recuperación de energía (ERV) intercambia calor y humedad. El principio de funcionamiento se invierte para las condiciones de verano e invierno:

  • El aire exterior tiende a ser más cálido y húmedo durante el verano. Por lo tanto, el aire de escape se puede utilizar para eliminar parte de su calor y humedad. Esto reduce la carga de HVAC y mejora la eficiencia energética.
  • El aire exterior es frío y seco durante el invierno, por lo que el aire de escape se puede utilizar para precalentarlo y humidificarlo antes de llegar al sistema HVAC. Esto también logra una reducción de carga.

5) Optimización de la ganancia de calor solar

Gestionar la ganancia de calor solar puede ser complicado. Es beneficioso durante el invierno, ya que reduce la carga en los sistemas de calefacción de espacios; sin embargo, durante el verano aumenta la carga de refrigeración y, por tanto, debe minimizarse. Además, el deslumbramiento solar debe evitarse independientemente de la época del año: causa incomodidad y distracción, al tiempo que tiene el potencial de dañar la visión humana.

Las cortinas de las ventanas son una medida simple y eficaz para controlar la ganancia de calor solar. El sol está más alto en el cielo durante el verano y las sombras bloquean una mayor parte de su radiación. La altitud del sol desciende a medida que se acerca el invierno y entra más radiación en el edificio, lo que reduce las cargas de calefacción. En Nueva York y otros lugares del hemisferio norte, es importante tener en cuenta que las ventanas orientadas al sur reciben la mayor cantidad de luz solar durante todo el año y las ventanas orientadas al norte reciben la menor cantidad de luz solar. Las ventanas orientadas al este reciben mucho sol durante la mañana y las ventanas orientadas al oeste durante la tarde. Las ventanas deben disponerse de modo que el sol en sí no esté en la línea de visión directa de los ocupantes. Es posible un mayor control con una orientación óptima del edificio, cortinas de ventana y vegetación bien colocada.

Recomendaciones finales

Los desarrolladores interesados ​​en la construcción pasiva pueden lograr los mejores resultados trabajando con profesionales del diseño certificados. Por ejemplo, el Passive House Institute de EE. UU. Tiene el programa Certified Passive House Consultant (CPHC). Hay más de 1300 CPHC en los EE. UU., Y han sido capacitados ampliamente en software de modelado energético y construcción pasiva, considerando la variedad de zonas climáticas en los EE. UU. El US Green Building Council también ofrece la certificación LEED para profesionales, donde muchos temas cubiertos tratan sobre la construcción con eficiencia energética.

En el caso de la ciudad de Nueva York, otra ventaja de la construcción pasiva es que ayuda a cumplir con los requisitos del Código de Conservación de Energía de la ciudad de Nueva York. Se pueden cumplir y superar muchos requisitos del código siguiendo las pautas de construcción de casas pasivas establecidas por PHIUS.