Casa Radu de la Gulia - proyecto de estructura y configuración energética de una casa pasiva

Lo que puede aprender del artículo

La reunión que tuve con Cătălin Caraza de Ingeniería creativa tuvo como motivo y punto de partida de nuestro debate el proyecto de estructura y conformidad energética de la casa de Ioana y Ciprian Radu, construida por Litarh en Gulia, cerca de Bucarest, proyecto en el que participó directamente. Habrá muchas referencias a primer artículo sobre esta casa (en el que hablé con el arquitecto y presenté la construcción), así que te aconsejo que lo releas antes. Construir casas lo más eficientes posible desde el punto de vista energético y reducir el consumo de energía para calefacción y refrigeración son temas de gran actualidad, por lo que nuestro debate fue más amplio, muy técnico y tocó muchos temas de interés relacionados con las casas de entramado de madera. Hablamos del camino que tiene que recorrer el futuro propietario para empezar a construir la casa, de los principios de eficiencia, de los costes, de cuánto cuesta la estructura del coste total de la casa y de otros temas por el estilo.

Las etapas hasta la fase de levantamiento de la estructura de la casa

Empecé la discusión con este tema porque Pierre Bortnovski (Team Built) el arquitecto y jefe de obra de la casa Gulia, decía que mucha gente que quiere construir una casa acaba primero en Ingeniería Creativa (gracias a la información en la red), pero que este no debería ser el primer paso. Le pedimos a Catalin que nos contara ¿A quién debe dirigirse primero un posible propietario?

"El primer paso es encontrar un arquitecto. La gente viene directamente a nosotros sin saber lo que hacemos. Nos ocupamos de la conformidad estructural y energética, es decir, del dimensionamiento de las capas, del diseño de la clasificación de eficiencia energética, si se quiere una casa pasiva. Porque hay que saber cómo se llega a una casa pasiva. ¿Cómo saber cuáles deben ser las ventanas, si son demasiado grandes o demasiado pequeñas? características que debe tener la carpintería ¿respectivă?

Quien quiere una casa acude primero al arquitecto al que le dice, por ejemplo, quiero un salón grande y luminoso, 3 dormitorios, 2 cuartos de baño, estos son los requisitos. El arquitecto elabora el esquema funcional, la volumetría, y luego le toca a los equipos de especialistas: estructuras, instalaciones, paisajistas.

Sin el proyecto técnico, sólo con el realizado por el arquitecto, no puede iniciarse la construcción, según la ley. Se requiere proyecto técnico con detalles de ejecución, con materiales, con todo. El constructor aparece al final, una vez terminado el proyecto, con los detalles de ejecución, las cantidades y, posiblemente, el modelo 3D.

Con Vlad Liteanu (Litarh) es sencillo, trabajamos en el mismo software y le enviamos directamente el modelo 3D. Le enviamos lo más claramente posible los detalles de ejecución, el calibrado de vigas, pilares o lo que haya en el proyecto desde el punto de vista estructural, elementos que dimensionamos y de los que somos responsables, y él, en base a este proyecto, hace una oferta de precio al cliente. La oferta al cliente llega después de que el arquitecto haya hecho el diseño y el diseño estructural. En el proyecto completo trabajan varios equipos: el constructor que hace la estructura, los que fabrican y colocan las ventanas, el equipo de instalación, etc.

Hay mucha gente implicada en el proyecto hasta que la casa está lista. Pierre hizo en su día un cuadro con toda la gente que trabajaba en la casa de Gulia y tenía más de 100 personas implicadas. Para que todo vaya bien, alguien tiene que asumir la dirección del proyecto".

¿En qué consistió el proyecto de Ingeniería Creativa para la casa Gulia?

"En lo que respecta a la casa Gulia, nosotros (Ingeniería creativa) Yo hice los cálculos estructurales y de conformidad energética. La conformidad es la estratificación, por qué se utilizan determinados grosores de aislamiento en la pared, el tejado o el suelo. El cliente elige el nivel de consumo anual que quiere alcanzar, como máximo 15 kWh/m²/año si se trata de una casa pasiva. A partir de aquí, hemos hecho los cálculos empezando por los cimientos. La parte estructural ha consistido en dimensionar las vigas, el suelo y la disposición de las paredes interiores. En las casas con estructura de madera, los muros interiores, aunque sean más delgados, pueden utilizarse como muros de carga para descargar ciertas fuerzas del tejado. Y aunque no descarguen ninguna fuerza, los muros arriostran la casa y desempeñan así un papel estructural. También damos las sujeciones, las esquinas. Tras los cálculos, indicamos al constructor si los montantes de las paredes deben tener más de 625 mm, que es la inclinación habitual. Los detalles de fijación -esquinas de fijación de los cimientos, esquinas de fijación de la pared, suelo de la pared, suelo de la pared- los cálculos de resistencia al viento y sísmica también los hacemos nosotros".

Por lo que dijo Catalin entiendo que un casa diseñada para resistir terremotos o el viento, resistirá, ya sea de madera, ladrillo u hormigón. La construcción es el resultado de cálculos, que indican el grosor de las paredes y el tipo de esquinas y fijaciones que hay que utilizar.

"También hicimos el estudio de conformidad energética. En este estudio, la casa se modela teniendo en cuenta los posibles vecinos. Aunque no existan, se puede simular de acuerdo con la normativa urbanística. Cualquier construcción puede repercutir en el sombreado de la casa. La casa no tiene vecinos ahora, y si todos los que construyen cerca tienen en cuenta la normativa sobre proximidad y altura, no debería haber problemas en el futuro. Teniendo en cuenta la orientación a los puntos cardinales y los datos climáticos, se eligieron las ventanas, se dimensionó la envolvente, se calculó el aislamiento térmico en la base, en las paredes y en el tejado.

También hacemos modelos zonales. Hacemos un modelo local y variamos el grosor del aislamiento. Depende de la zona en la que esté la casa. El cálculo se hace estrictamente in situ, estrictamente con la geometría y la posición calculadas. Esta casa, en el mismo emplazamiento, pero girada 20°, no tendría los mismos coeficientes. Muy importante es la orientación - al sur están las grandes aberturas, y al norte, sólo las estrictamente necesarias. Esto ayuda mucho en invierno, cuando casi no se necesita calefacción, pero en verano puede provocar sobrecalentamiento. Por eso se necesitan elementos de sombreado (refractarios, persianas).

Una vez completados todos estos cálculos y simulaciones, el constructor se hace con el modelo 3D y realiza un diseño tecnológico. Se dimensionan los materiales con el acuerdo del diseñador de que la estructura sea resistente. El constructor puede introducir ciertas tolerancias para permitir el montaje. Las modificaciones son muy pequeñas y no alteran los cálculos, pero muy útiles para el montaje. Si hay cambios en el diseño, se hacen antes de empezar la construcción, muy raramente después. Pero si es necesario, los cambios implican costes porque hay que rehacer los cálculos de resistencia".

Qué es la conformidad energética de un edificio

El rendimiento energético de un edificio es una característica importante, ya que la energía utilizada en una vivienda aumenta los costes de mantenimiento y genera una cantidad significativa de contaminación por gases de efecto invernadero, principal causa del cambio climático. Por eso no es de extrañar que ahora, más que nunca, la eficiencia energética sea una parte importante del diseño y la construcción de edificios. Para ello, todos los edificios nuevos, independientemente de su tamaño, tendrán que cumplir unos requisitos mínimos de eficiencia energética, adaptados al clima en el que se construyan. Se trata de requisitos destinados a reducir la energía necesaria para mantener los edificios, a lo que nos empuja el cambio climático. Las medidas de ahorro energético beneficiarán al medio ambiente, mejorarán la calidad del aire, mejorarán la vida de las personas dentro de los edificios y reducirán la factura energética.

La conversación con Catalin continuó con los requisitos de eficiencia energética, sobre todo porque cada vez hay más beneficiarios que se informan y quieren construir casas pasivas o energéticamente eficientes. Así pues, ¿Cómo deben ser las viviendas que se construyan a partir de 2021 y cuán eficientes pueden o deben ser?

"La respuesta sería muy sencilla. Ahora, a partir de 2021, las viviendas deben estar dentro del Normas nZEBEs decir, no pueden ser otra cosa que eficientes energéticamente. Además, tendrían que utilizar alguna energía renovable para cumplir la norma. En términos de eficiencia, hay varios niveles. Si nos fijamos en el gráfico siguiente, vemos que una casa pasiva tiene un consumo máximo de 15 kWh/m² al año, pero una casa muy eficiente es también la que tiene 30 kWh/m², incluso puede estar certificada. Si la gente no quiere necesariamente una casa pasiva, pero quiere una casa energéticamente eficiente, recomendamos este nivel, 30 kWh/m² al año. Está bien en términos de consumo y, aunque parezca una diferencia pequeña, el esfuerzo financiero para llegar al nivel de una casa pasiva es mucho mayor. Las diferencias vienen de los materiales certificados, que son mucho más caros".

Cuando se conforma energéticamente una casa, los principios a seguir son los mismos que en la casa pasiva, pero cuando la casa es sólo energéticamente eficiente, los valores son más permisivos, menos estrictos. Los principios que nos interesan son:

• muy buen aislamiento térmico
• el menor número posible de puentes térmicos
• ventana de rendimiento
• envolvente hermética probada con puerta soplante
• calidad del aire mediante ventilación y recuperación de calor".

Aislamiento térmico es un punto clave para reducir la pérdida de calor. El aislamiento térmico permite que el interior de una casa sea independiente de la temperatura exterior, por lo que es mucho más fácil mantener un confort térmico constante. Una vez alcanzada la temperatura adecuada en el interior de la casa, debe mantenerse en la medida de lo posible evitando la pérdida de calor mediante un buen aislamiento de los cimientos, las paredes y el tejado. En una casa energéticamente eficiente o pasiva, el grosor del aislamiento es considerablemente mayor que en una casa convencional. Cuanto menor sea el aislamiento, mayor será el intercambio de calor.

"Puentes térmicos (zonas donde hay un intercambio de aire incontrolado) deberían romperse totalmente, pero eso es lo ideal. Si no se pueden romper, hay que disminuirlos. Por ejemplo, hay un puente térmico en las vigas laminadas de la casa Gulia que no se puede eliminar del todo, porque la madera penetra en la pared y sale al exterior, y se pierde energía a través de la madera. Pero se puede reducir. Entre el muro y la viga se colocaron dos placas de PURENIT, un material con un coeficiente de transferencia de calor menor (0,08). La pieza metálica que sujetaba la viga se sujetó al PURENIT y el PURENIT al muro. La cubierta no se retiró, pero se rebajó. Sin esta intervención, la pérdida a través de esta zona habría sido mucho mayor.

En ventanaLa diferencia de precio entre las carpinterías certificadas y las no certificadas no es pequeña. La carpintería tiene 3 componentes importantes que influyen en la eficacia: el marco, el cristal y la forma de unirlos. El marco puede ser de PVC, madera, madera con aluminio en el exterior o aluminio. Lleva añadidos materiales de baja transmitancia, visibles en sección, que hacen que se rompa el puente térmico entre el interior y el exterior. Las ventanas más caras son las de aluminio y homologadas. Para ser muy buenas deben tener un coeficiente de transmisión térmica inferior a 0,8 W/m²K. La unión entre la ventana y la pared también es muy importante, ya que es donde pueden producirse importantes puentes térmicos, que pueden detectarse mediante termografía.

Sobre es todo lo que entra en contacto con el entorno exterior: paredes, cimientos, tejado. Se puede perder 20% de energía por los cimientos, 25% por las paredes, 10-20% por las ventanas y 25-35% por el tejado. Por eso la capa de termosistema del tejado es más gruesa. No debe haber intercambio incontrolado de aire porque puede provocar condensación, lo que es muy peligroso para las casas de madera. Por eso, todas las láminas y capas utilizadas para el aislamiento están cerradas hacia dentro y abiertas hacia fuera, para poder eliminar el agua de los procesos húmedos. Por eso no se utiliza OSB en el exterior, porque es una barrera. En la casa Gulia se utilizó DWD en el exterior, un material con un coeficiente de permeabilidad bastante bueno que deja escapar los vapores. Sobre el DWD se pegó lana basáltica. Se eligió un adhesivo que permitiera la salida de los vapores. Después viene el enlucido, con permeabilidad al vapor. Todo el sistema tiene que ser permeable, para dejar salir los vapores".

¿Es útil la certificación de la vivienda?

"Por ahora, tener una casa certificada no aporta ninguna ventaja en cuanto a impuestos o algunos de los incentivos que da el Estado. Sin embargo, la certificación es una garantía de la calidad de los productos utilizados y de la mano de obra, es una garantía de una casa bien diseñada y ejecutada. En cuanto a la certificación de casas pasivas, un gran problema para nosotros y para los arquitectos es la falta de certificación de los materiales utilizados, incluso por parte de algunos grandes fabricantes. Para la certificación de casas pasivas o muy eficientes energéticamente, se necesita un expediente con los documentos de los materiales utilizados, documentación técnica, fotos de la ejecución, resultados de las pruebas".

¿Cuánto representa la construcción propiamente dicha (estructura) del precio final de la casa?

"La estructura tiene un gran impacto visual, pero sólo representa el 20-40% de la construcción. Lo mismo ocurre con su precio. La oferta de precio que da el constructor sólo se refiere a la construcción elevada. A esto se añaden muchos otros costes. Al final, con interiores semiacabados, es decir, sin acabados que pueden influir mucho en el coste (parqué, azulejos, acabados especiales en las paredes, etc.), el precio final puede llegar a 1800 euros/m² para una casa pasiva en un CLT y unos 1.500 euros/m² para una casa de entramado de madera eficiente desde el punto de vista energético (hasta 90 kWh/m² al año). Una casa de ladrillo ronda los 1.400 euros/m². También tenemos un vídeo realizado por Marius (șoflete.ro) sobre cuánto cuesta la misma casa en diferentes estructuras".

Hablar con un especialista sobre eficiencia doméstica es muy informativo y convincente para que, al final, quieras construir la casa más eficiente energéticamente o pasiva porque realmente entiendes lo importante que es para tu comodidad futura. Pero para eso hay que conseguir el arquitecto, el diseñador y el constructor adecuados y planificar la construcción con antelación.