A FORMA

A xeometría ou forma exterior dun edificio debe estar relacionada coa localización xeográfica deste. As características dunha rexión, así como as condicións de choiva, sol, vento, etc. condicionan os edificios, dando lugar a cubertas planas ou inclinadas, fachadas planas, con saíntes e grandes ocos ou cegas. Lembra o que vimos na unidade 1.

ORIENTACIÓN

A orientación ideal nun clima temperado é aquela coas fachadas do edificio cara ós catro puntos cardinais. En condicións ideais, o eixo principal da fachada non debería desviarse máis de 30º con respecto á liña Leste-Oeste:

En practicamente toda a xeografía española, as fachadas situadas a sur e oeste deberán ser protexidas do sol e a calor, e a leste e norte protexida do frío e a humidade. Nas Rías Baixas, a fachada sur tamén debe protexerse da chuvia en inverno.

No hemisferio norte (á inversa no sur), a DISTRIBUCIÓN DE ESPAZOS:

• Orientación sur: é a mellor orientación para estancias de uso diario como a sala de estar. Para climas fríos trátase da orientación recomendable, xa que recibe máis radiación solar durante todo o ano, co que poderemos aforrar calefacción. En climas cálidos teremos que buscar estratexias para evitar o exceso de radiación no verán, como toldos, persianas ou soportais.
• Orientación norte: ideal para espazos de almacenamento de comida como despensas, cuartos de instalacións, ou tamén despachos e bibliotecas xa que a radiación non será directa e evitará reflexos e degradación dos materiais.
• Orientación leste: é a dirección do amencer, por tanto óptima para dormitorios. 
• Orientación oeste: a dirección do atardecer, por tanto servirá para quentar a vivenda desde o mediodía ata o anoitecer durante todo o inverno en climas tépedos ou fríos. En cambio en climas demasiado cálidos haberá que usar proteccións a última hora do día, como persianas, estores, toldos, de maneira que non sobrequente o interior.

Máis información en Soleamento e sombras en arquitectura.

VENTILACIÓN + RECUPERACIÓN CALOR

Un dos retos fundamentais da arquitectura bioclimática é manter os espazos libres de CO2 e humidade sen perder calor por ventilación. 

Para o noso confort dentro do fogar, normalmente é preciso reducir ou aumentar a humidade exterior así como variar a temperatura. Nas casas antigas, con moitos problemas de illamento e estanqueidade, era preciso ventilar unha hora diaria, o que implica, en inverno, investir en calefacción. O ideal é evitar filtracións de aire indesexadas pero lograr renovar o aire necesario. 

A arquitectura bioclimática soluciona este problema facendo cubertas, portas e xanelas o máis estancas posible, e provocando a ventilación cun sistema automático de aire: recólleo do exterior, fíltrao, distribúeo e expúlsao de novo tras enfrialo/quentalo, para manter a temperatura desexada no interior. 

HERMETICIDADE

Na arquitectura bioclimática, a hermeticidade/estanqueidade dos espazos busca evitar tanto as filtracións de aire como as de auga. Para conseguilo, empréganse materiais e técnicas que selan as xuntas e puntos críticos da envolvente, como cintas especiais, barreiras de vapor e láminas impermeables. Deste xeito, redúcense as perdas enerxéticas, evítanse humidades e mellórase o confort térmico e a durabilidade da vivenda.

PROTECCIÓN PASIVA

Os elementos de protección pasiva nunha vivenda bioclimática son estratexias arquitectónicas que permiten reducir o consumo enerxético sen necesidade de sistemas mecánicos. Entre eles destacan:

• Cornixas e beirados, que evitan a entrada directa do sol no verán pero permiten o seu paso no inverno.
• Creación de patios orientados ó norte.
• Árbores de folla caduca fronte á fachada sur.
• Estores ou persianas exteriores, que regulan a radiación solar.
• Lamas orientables ou celosías, que controlan a luz e favorecen a ventilación natural.
• A orientación da vivenda e a disposición das fiestras, buscando aproveitar ó máximo a luz solar.
• Cubertas de maior inclinación en zonas chuviosas.
• Creación de cámaras ou galerías na fachada sur para o quencemento do aire no inverno.

MATERIAIS

É importante a boa elección e, sobre todo, a correcta aplicación dos distintos materiais que compoñen o edificio. Deben empregarse materiais adaptados á contorna, cun baixo nivel de mantemento e degradación ante axentes climatolóxicos, así como de fácil reposición en caso de rotura. Como vimos de ver, un factor esencial para escollelos son as súas propiedades illantes e impermeables. Deberán calcularse o tipo, espesor e disposición na envolvente de cada material dependendo da zona xeográfica e do tipo de edificación.

• En zonas frías, úsase moito a pedra, madeira ou ladrillo, que manteñen a calor no interior.
• En zonas cálidas e secas, empréganse materiais que non acumulan calor, como adobe (terra e palla), barro ou cal.
• En zonas húmidas, úsase madeira e materiais lixeiros que sequen rápido e resistan a humidade.

Aínda que cada vez hai máis vivendas de madeira, e Galicia ten un enorme potencial nesa área, aínda se están a construír con pétreos: nomeadamente granito e lousas.

Os materiais das novas vivendas, así como das reformas, tenden a ser cada vez máis versátiles, saudables e sostibles. Desde a Enxeñería e a Arquitectura investígase constantemente en lograr materiais biocompatibles e, a un tempo, eficientes. No deseño tense en conta o criterio de "materiais km 0" (producidos perto do lugar de construción), a minimización da pegada ecolóxica na súa obtención (é moito menos contaminante extraer pedra que fabricar pavimentos de resinas) ,

Entre os exemplos máis destacados destes materiais atópanse a madeira sostible, o bambú e os produtos reciclados ou reciclables. Estes compoñentes non só ofrecen vantaxes ambientais senón que, a miúdo, presentan propiedades atractivas en termos de illamento térmico e acústico, durabilidade e resistencia. Así mesmo, a tecnoloxía actual permite a súa integración en sistemas de enerxías renovables, como a solar ou a eólica, fortalecendo aínda máis o carácter sostible das construcións. 

Igual que nos sistemas de aforro de enerxía, onde existe a certificación "Passive house", para os materiais temos certificacións LEDE ou BREEAM.

PONTES TÉRMICAS

Chámase pontes térmicas ós puntos da envolvente do edificio onde as condicións de illamento se rompen, provocando fugas térmicas. Estes puntos poden estar en diferentes lugares da estrutura, pero moi tipicamente danse no peche, por falta dun mecansimo de illamento interior (chamado RPT, rutura de ponte térmico). No sitio web do arquitecto Miguel García podes ver imaxes dun peche de aluminio sen e con RPT.

En xeral, as ventás e portas de hoxe en día traen RPT a través de sistemas de vidro de 3 e 3 capas. Entre esas capas hai un material illante transparente que evita que o aire frío entre e o quente saia:

INSTALACIÓNS

Será necesaria a implantación de sistemas de alta eficiencia e baixo consumo para realizar a súa función co menor consumo enerxético posible. En calquera vivenda pasiva, e sempre en xeral, procura: 

• Rede eléctrica:
  • Aparatos eléctricos, electrodomésticos e lámpadas de baixo consumo/AAA
  • Climatización con termostato e programable.
• Sistemas domóticos de control para o aforro e a eficiencia enerxética.
• Rede de auga e sanitaria:
  • Aforro da auga, billas termostáticas, temporizadores, limitadores de caudal...
  • Recollida e reutilización de augas pluviais.    
  • Rede separativa de saneamento.
  • Posibilidade de sistemas naturais de saneamento (fitodepuración).

ENERXÍAS RENOVABLES

Na maior parte de España é recomendable o uso de apoio solar á produción de ACS e calefacción. Existen outros sistemas menos estendidos, como a recuperación de auga de choiva, a recuperación de augas grises ou a xeotermia.

USO

Debemos adquirir costumes que potencien a eficiencia da nosa vivenda. Todos os sistemas e factores anteriormente mencionados perden relevancia ante usos pouco eficientes da climatización, a ventilación, electricidade e a auga.

Passivehouse

O concepto de estándar "Passive House" (Passivhaus en alemán e Passive House en inglés) xurdiu dunha conversación en maio de 1988 entre os profesores Bo Adamson da Universidade de Lund, Suecia, e Wolfgang Feist do Institut für Wohnen und Umwelt (Instituto para Edificación e Medio Ambiente​).

Así, mentres que "Casa Pasiva" é un concepto de edificio apto para o clima que aforra enerxía e aproveita as condicións solares, o "Estándar de Casa Pasiva" establece números e obxectivos a acadar. O cumprimento destes números e obxectivos posibilita o acceso á obtención da certificación "passivhaus".

O primeiro edificio construído segundo o estándar Passivhaus está en Darmstadt, Alemaña, e foi edificado no 1990 (amplía información en Reto Kommerling). En setembro de 1996 fundouse o Passivhaus-Institut en Darmstadt co obxectivo de promover e controlar o estándar. Estímase que unha vivenda que cumpra esta norma reducirá a demanda de enerxía térmica nun 90%. Este desenvolvemento só foi posible despois de que se desenvolveran sistemas de ventilación e acristalamento de alta eficiencia enerxética.

Estanqueidade/hermeticidade

A estanqueidade ó aire (tamén chamada hermeticidade) é un dos piares fundamentais dunha vivenda Passive House. Significa que a envolvente da casa (paredes, tellado, chans, fiestras e portas) está deseñada e construída de maneira que non deixa pasar o aire non controlado entre o interior e o exterior.

A normativa do Passive House Institute establece que: a vivenda debe ter ≤ 0,6 renovacións de aire por hora (n₅₀) baixo presión de 50 Pascais, medida mediante o Blower Door Test. Este valor indica que, se selamos a vivenda e lle aplicamos esa presión, o aire que entra ou sae non pode renovar máis do 60 % do volume da vivenda por hora. É un nivel de hermeticidade moi alto.

Como se consegue?

• Deseño previo detallado: planificación da capa hermética continua, incluíndo todos os encontros (muros-fiestra, muro-teito...).
• Materiais adecuados: cintas, láminas herméticas, membranas de freo de vapor, illamentos especiais.
• Execución moi coidada: o máis importante é a calidade na obra, para que non haxa fendas, pasos mal selados ou movementos de aire inesperados.
• Test de Blower Door: proba obrigatoria para verificar que se cumpre o nivel de estanqueidade esixido.
  
  

Nunha vivenda tradicional, pode haber decenas de puntos polos que entra aire: arredor das fiestras, enchufes, caixas de persianas, chemineas... Nunha Passive House, todos eses puntos están controlados, selados e probados. Nunha vivenda tradicional, as fugas de calor tipicamente maniféstanse en condensacións e humidades.

Consumo enerxético

Unha vivenda certificada como Passive House (ou Casa Pasiva) debe cumprir criterios moi estritos de eficiencia enerxética. Estes valores están establecidos polo Passive House Institute (PHI) de Alemaña, organismo que regula o estándar a nivel internacional.

Segundo o estándar oficial:

• Demanda de calefacción/refrixeración, ≤ 15 kWh/m² ó ano: unha casa pasiva ben deseñada consume 90% menos enerxía que unha casa convencional para climatización.
• Demanda de enerxía primaria, ≤ 60 kWh/m² ó ano (PE demand): inclúe todos os consumos: calefacción, auga quente, electrodomésticos, ventilación...
   

Exemplo práctico: Unha vivenda de 100 m² que cumpre o estándar non debería consumir máis de:

• 1.500 kWh/ano en calefacción (15 × 100),
• 6.000 kWh/ano en total (60 × 100).

Chaves da casa pasiva

Na lexislación de urbanismo en España están esixíndose gradualmente moitos aspectos técnicos das Passivhaus. Os máis importantes son os sistemas de captación de enerxía solar e os de ventilación forzada.

Captación de enerxía solar

Nunha vivenda Passive House, a captación da enerxía solar é fundamental para garantir a eficiencia enerxética. Esta captación pode realizarse de dous xeitos principais: sistemas pasivos e sistemas activos. Ambos teñen funcións complementarias e ben integrados permiten reducir ó mínimo o consumo enerxético externo.

Sistemas pasivos

Son aqueles que non requiren maquinaria ou dispositivos mecánicos, senón que aproveitan directamente o deseño arquitectónico e os materiais da vivenda, baseándose na orientación, forma e materiais.

• Orientación ó sur da fachada principal, para maximizar a captación solar no inverno.
• Xanelas de triplo vidro con alto grao de illamento térmico.
• Superficie acristalada optimizada, que permite a entrada de calor solar pero evita perdas (invernadoiro anexo, galerías, etc).
• Muros de trombe ou paredes con inercia térmica que almacenan e liberan calor.
• Elementos de protección solar (voados, lamas) para evitar sobrequecemento no verán.

Sistemas activos

Son tecnoloxías ou instalacións que transforman a enerxía solar en electricidade ou calor mediante dispositivos mecánicos ou electrónicos.

• Paneis solares fotovoltaicos: transforman luz solar en electricidade, que pode alimentar iluminación, electrodomésticos ou almacenarse en baterías.
• Paneis solares térmicos: aproveitan a enerxía do sol para quentar auga (para duchas ou calefacción).
• Baterías de acumulación: almacenan a enerxía xerada polos paneis.
• Bomba de calor con apoio solar: sistema moi eficiente de climatización que pode alimentarse parcialmente con electricidade fotovoltaica.

Ventilación pasiva

Un dos grandes obxectivos do deseño pasivo é dotar os edificios dun ambiente cómodo e saudable, cun aire de calidade, sen humidades nin cheiros desagradables. Isto require que o aire de todas as estancias se renove ou depure continuamente para evitar o aire viciado.

A ventilación pasiva simple (por convección natural) consiste en abrir ventás para aproveitar as correntes naturais, sobre todo nas noites de verán. É idóneo para lugares cunha boa calidade de aire exterior pero implica unha perda enerxética. Por isto, nunha casa pasiva a ventilación regúlase mediante sistemas tecnolóxicos coñecidos como ventilación mecánica ou forzada.

A través dunha serie de condutos e un sistema mecánico, provócase unha circulación do aire interior da vivenda. Extráese de cuartos húmidos como baños, cociñas ou lavanderías, renovándoo, e incorpórase fresco e limpo a estancias secas e habitables como o salón, dormitorios ou comedor.

Este sistema permite un mellor control da cantidade de aire que entra no fogar. Ademais, incorpora filtros para que se poidan limpar partículas e axentes nocivos do aire e, deste xeito, garantir a calidade do aire que introducimos no fogar.