Proyecto de rehabilitación residencial con criterios de eficiencia energética

Rehabilitación de vivienda unifamiliar según estándares Passivhaus

Oliver Style, Bega Clavero, Vicenç Fulcarà y Lucia Olano. LOL

10/09/2019

Se presenta la rehabilitación de una finca histórica en Barcelona, bajo los parámetros de EnerPHit por demandas que establece el estándar Passivhaus. El edificio, data de principios del siglo XX y tiene una superficie construida de 303 m², distribuida en PB + 3PP. El objetivo de este proyecto ha sido crear una vivienda lo más eficiente posible y recuperar el aspecto modernista del edificio original, perdido en varias reformas.

Introducción

El parque de viviendas en necesidad de rehabilitación integral crece a nivel nacional año tras año, con cifras tales como que el 16,21% del total de edificios anteriores a 1980 se encuentran en un estado ruinoso, malo o deficiente. La rehabilitación o sustitución de un elemento constructivo por otro de mejores prestaciones térmicas, sin considerar el edificio de manera integral, puede crear un problema mayor. Por ejemplo, el cambio de ventanas como medida única, puede llevar a patologías y daños relacionados con la humedad y las condensaciones, si no se combina con la ventilación mecánica: al sustituir ventanas, se reducen las infiltraciones, y sin una ventilación adecuada, la humedad relativa del aire interior aumenta, condensando sobre superficies frías.

Aspecto del edificio tras la rehabilitación.

Diseño arquitectónico

Comenzar un proyecto tiene siempre un momento inicial de incertidumbre, pero si se trata de la vivienda propia, todavía se hace más complicado. En ocasiones los intereses del arquitecto se contraponen a los del propietario y es entonces cuando hay que saber escoger. En este caso, el primero en salir beneficiado, tenía que ser el mismo barrio de Tres Torres. La vivienda al otro lado de la calle y esta misma, habían sido casas gemelas, construidas en 1920. Sin embargo, el paso de los años no las trató por igual. La que yo tenía que rehabilitar había sido despojada de cualquier vestigio modernista. Había sufrido un par de ampliaciones absolutamente irrespetuosas con su memoria histórica, obteniendo un resultado desastroso tanto desde el punto de vista histórico como estético.

Aspecto del edificio antes de la rehabilitación.

En consecuencia, el primer objetivo de los autores fue recuperar las fachadas del volumen original y diferenciarlas del resto de la vivienda. Así pues, el proyecto se convierte en una gran jardinera que envuelve al volumen original de 1920. En aquella época era habitual levantar las viviendas con respecto al nivel del jardín, sin embargo, buscar la máxima relación con el exterior se convertiría en un segundo objetivo clave. Para ello, la primera decisión fue la de bajar el nivel de la planta baja 52cm.

Planos de planta baja y detalle terraza.

Siguiendo la línea de conectar al máximo el interior con el exterior, recuperar los grandes ventanales curvos de la época ha supuesto una mayor entrada de luz en todo el volumen original. Y al volumen resultante de posteriores ampliaciones le agrandé las ventanas consiguiendo así más conexión con el exterior. La sensación de vivir más conectada a las plantas de tu propio jardín, en espacios amplios y de colores tranquilos nos da una sensación de paz y serenidad que se percibe en el ambiente. Sin embargo, una de las preocupaciones que teníamos era el coste de mantenimiento de las plantas y la necesidad de agua (aunque este año…no será porque no llueve). Las especies debían de ser todas adecuadas para un clima mediterráneo y húmedo como el nuestro y no necesitar mucho mantenimiento y el agua de la lluvia tenía que recuperarse en un depósito enterrado en el jardín.

Plano de plantas del edificio.

El segundo gran objetivo era conseguir un proyecto de familia, donde los espacios se conectasen, a pesar de la composición rígida que ofrece una vivienda unifamiliar en altura. Para ello, el elemento indispensable y principal a tratar, sería la escalera. Como si de una escultura se tratase, con sus formas curvas y sinuosas, emerge desde la planta baja hasta la planta tercera de manera tranquila pero firme, con acabados de roble macizo y mortero de cal, que le dan un aspecto muy artesanal y cálido…y nos acompaña en todas esas carreras diarias.

Plano alzado fachada Noroeste.

A ambos lados de la escalera, en cada planta se accede a espacios amplios de techos altos donde los servicios se esconden en unas cajas de madera lacada rallada (la forma del rallado evoca la de las bovedillas de los forjados). En estas cajas de techo más bajo, se ubican los baños en las plantas primera y segunda y el lavadero en la planta baja. El panelado exterior camufla la verdadera identidad del espacio y le da el carácter de un simple armario. A ambos lados del rellano de escalera tenemos grandes puertas que comunican los espacios de una manera flexible, ampliando el concepto de lo que entenderíamos por espacio privado o espacio de uso común, pudiendo cambiar su uso con el paso del tiempo y según las necesidades de los usuarios del momento.

Foto del interior.

El exterior ha de servir de gran jardinera y que en la planta segunda se convierte en una gran buganvilia que crece hasta tapar la barandilla de la planta tercera, la de mejores vistas de la casa.

Plano alzado fachadas Suroeste y Noreste.

Se buscó una planta tercera generando un espacio que tenía que pertenecer a todos; así que se ha convertido en un despacho comunitario, donde la luminosidad, las vistas y el acceso a una terraza le dan un carácter único para dar rienda suelta a la creatividad.

Materiales

Al trabajar con el cliente, la elección de los materiales sigue una interacción entre ambos, arquitecto/cliente. Pero cuando se dan en uno mismo ambas figuras, la posibilidad de opciones se multiplica exponencialmente… llegando a situaciones un tanto cómicas. Por ello se decidió recurrir siempre a lo más austero y simple, buscando un aire un tanto monacal. El objetivo era priorizar el volumen del espacio contra el detalle del material de acabado y solo los morteros podían conseguirlo.

El mortero de cal de la fachada, tan habitual en todo el ensanche de Barcelona ha sido clave para darle el aire de la época que le corresponde; sin embargo, encontrar un buen aplicador fue una auténtica odisea. La cal no se deja trabajar por cualquiera, requiere mucho conocimiento y arte al mismo tiempo. Finalmente, los autores encontraron a quien aplicaría el mortero de cal aérea en la escalera, los baños de la planta baja y planta primera (las del volumen original) y mortero de yeso bruto de 2 cm como pavimento de la planta baja. En las dos plantas superiores, que fueron fruto de la ampliación de 1963, el mortero a emplear fue el de cemento, o mejor dicho, microcemento, Con este se consiguió el mismo efecto de continuidad que en las dos primeras plantas pero sin ese aire tan artesanal propio de la cal y el yeso. Diferenciando así dos momentos de la historia de la casa.

Dado que lo que interesaba era el volumen de los espacios generados, la intención era que en los baños, los sanitarios se dispusiesen a modo de muebles, lo más exentos de la paredes posible. De esta manera, la continuidad del mortero es lo que más marca el espacio.

Foto de la terraza y las vistas desde el interior.

También la carpintería interior y la exterior diferencian ambas épocas. La carpintería exterior fue sencilla de decidir, porque la forma curva original estaba plasmada en la vivienda de enfrente, solo había que buscar una buena carpintería de madera que la replicase y seguir con formas rectas las ventanas fruto de las ampliaciones posteriores.

Por el contrario, la carpintería interior volvía a tener miles de opciones; así que la idea de un espacio monacal volvió a ser la línea a seguir. Las puertas de la planta baja y planta primera deberían seguir las líneas de las puertas de los pisos del ensanche, pero con una tarja horizontal que no rompiese la verticalidad de los marcos de las puertas y siempre de forma simplificada. Y las tapetas tenían que ser gruesas y contundentes, para que las puertas dijesen claramente: “estoy aquí, ábreme”. Sin embargo, la carpintería de las dos plantas superiores debía de ser lisa completamente, sin marcos ni tapetas, buscando espacios más minimalistas y de gran conexión con el exterior.

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

El tercer gran objetivo de la rehabilitación, fue conseguir una vivienda de 1920 pero de consumo de energía casi nulo, siguiendo los estándares de passive house. Algo a priori nada evidente y difícil de conseguir con los sistemas tradicionales de rehabilitación y el personal tan poco acostumbrado a los cambios en las maneras habituales de trabajar. Fue clave el trabajo de la ingeniería Progetic y su elección de los diferentes sistemas activos y pasivos de climatización. La instalación de SATE (sistema de aislamiento térmico exterior), carpinterías de madera y persianas de librillo son los sistemas pasivos de climatización que, apoyados por un sistema de aerotermia, otro de renovación de aire y otro de deshumidificación hemos conseguido que la vivienda tenga una temperatura estable casi todo el año, entre 22 y 24 grados. Además, el sistema de paredes y techos radiantes hace que la temperatura se distribuya uniformemente en altura, que el tiempo de puesta en marcha sea corto y que en consecuencia consigamos un ahorro energético a la vez que una sensación de confort permanente.

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 (? = 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 ( = 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.

Cálculo de puente térmico de instalación de ventana en la jamba.

Cálculo de temperatura superficial, confort & 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 caudal nominal
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 placas radiantes, para evitar- en todo momento- la condensación.

Foto del interior de la vivienda tras la rehabilitación.

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.

FICHA TÉCNICA

Autores Proyecto: Lucía Olano Lafita - LOL

Arquitectura: Lucía Olano Lafita - LOL

Diseño Interior: Lucía Olano Lafita

Ingeniería: Progetic

Coordinación de Seguridad y Salud: Lucia Olano Lafita

Colaboradores: Angel Obiols

Emplazamiento: Alt de Gironella 26, Barcelona 08017

Cliente / Promotor: Lucía Olano

Contratista: Instal.Lacions I Obres 49

Fecha Proyecto: 2017-2018

Fecha Construcción: Inicio y final de obra: 9 enero 2017- octubre 2018