QUÈ FEM >

SISTEMES PASSIUS I COSNTRUCCIÓ BIOCLIMÀTICA

"Dissenyem la seva vivenda amb fórmules passives i energies renovables per aconseguir la qualificació energètica A al mateixos preus que una vivenda convencional"

"L'hi dissenyem totes les instal·lacions de la seva vivenda per un estalvi màxim amb energia i aigua (recollida de pluvials per reg jardí i altres necessitats)"

"Tenim projectes de vivendes unifamiliars bioclimàtiques amb qualificació energètica A, a diferents poblacions a bons preus"

CONSTRUCCIÓ SOSTENIBLE

• Es respectuosa amb l'entorn
• Estalvia recursos
• Estalvia energia
• Compta amb els usuaris
  • 1r.- Minimitza les necessitats energètiques a través de les estratègies passives, disseny, orientació, aïllaments.
  • 2n.- Equips que el seu consum sigui menor amb la mateixa quantitat d' energia oferint el mateix servei (Eficiència energètica)
  • 3r.- Energies renovables.

"La huella" ecològica de Londres supera unes 125 vegades la seva superfície.

Sistemes passius i cosntrució bioclimàtica

L'arquitectura bioclimàtica és aquella que aprofita els fluxos energètics locals per tal de minimitzar la utilització d'energies aportades amb sistemes actius. Utilitza materials i tecnologies apropiades, maximitzant l'eficiència en l'ús dels recursos naturals que ofereix l'emplaçament. L'arquitectura tradicional de quasi tots els indrets es regeix, segons alguns dels principis de l'arquitectura bioclimàtica i és un bon referent a l'hora de cercar els materials i les estructures adequades.

En un edifici bioclimàtic cal integrar en el projecte d'arquitectura criteris de disseny que utilitzin els elements constructius i funcionals que permetin aconseguir un nivell de confort, higiene i control dels paràmetres ambientals més gran. Un dels camps on els edificis bioclimàtics tenen més impacte és en el del baix consum d'energia.

Els aspectes constructius més importants que s'han de tenir en compte a l'hora de construir un edifici són:

• Forma i orientació
• Aïllament tèrmic
• Climatització
• Il·luminació natural

Emplaçament

A l'hora de dissenyar l'edifici s'han d'estudiar quines característiques té l'emplaçament escollit per tal d'aprofitar al màxim els recursos que ofereixi el territori. Un dels factors a tenir en compte és el clima.

A Catalunya, en general, hi ha distinció entre la costa amb un clima temperat i l'interior més extrem sense ser en cap cas temperatures extremes, tret de la franja pirenaica.

Cal tenir en compte particularitats com:

• L'orientació de l'emplaçament: els vessants sud reben més radiació solar, estan més protegits dels vents freds del Nord i permeten una proximitat i una alçada més grans de les edificacions sense que es produeixin solapaments que no pas la vessant nord.
• La boira: cal anar amb compte si la zona és boirosa, aquesta redueix molt les hores de sol a l' hivern.
• L'altitud: amb l'altitud augmenta l'exposició al sol i al vent, i disminueix la boira. Afecta directament la temperatura mitja anual (pot disminuir entre 0,5 i 1ºC cada 100 m). El gradient tèrmic dia-nit és més important que a la zona de costa.
• Els vents: influeixen directament en l'aïllament tèrmic i les infiltracions, principalment a l' hivern, tot i que a les zones costaneres es poden aprofitar les marinades per condicionar les cases a l'estiu.
• L'orografia del terreny: les muntanyes poden produir un efecte pantalla que redueixi els vents o les brises. En llocs molt tancats per la topografia es pot estancar el fred i la humitat en les anomenades inversions tèrmiques.
• Les masses d'aigües properes: una massa d'aigua propera, prou important, pot actuar com a regulador de les condicions ambientals, ja que l'aigua es manté més freda que la terra durant les hores de sol i més temperada durant la nit. La diferència de temperatura causada pot provocar vents suaus o brises, aprofitables com a refrigeració a l'estiu.
• Les plantacions de masses forestals: poden augmentar la humitat, disminuir el gradient tèrmic dia-nit i fer de barrera als vents freds. Les plantacions de fulla caduca donen ombra a l'estiu i deixen passar la llum a l' hivern.
• Les altres edificacions en les trames urbanes: cal fer un bon disseny de la trama urbana per tal que els habitatges puguin ser assolellats o es puguin protegir mútuament de la calor gràcies a les ombres. En general quan més densa és la ciutat més difícil és il·luminar correctament els edificis, i l'energia solar disponible per habitant és menor. Cal controlar l' impacte de l'edifici sobre les altres construccions existents, per exemple amb un estudi d' assolellament i ombres.

Forma i orientació

La forma i l'orientació determinaran la quantitat de radiació solar que pot rebre l'edifici. És important conèixer com incideix el sol en cada cas per poder valorar quina és la forma més adequada per a l'edifici, sempre tenint en compte les possibilitats que ofereixi l'emplaçament. Se sap que la radiació solar és diferent en funció de la façana en la que incideix:

• Façana sud
• Façana nord
• Façanes est i oest
• Coberta

Per a climes temperats la forma més eficient energèticament és la que situa l'edifici en la direcció de l'eix est-oest, amb la façana principal mirant al sud. Cal no allargar excessivament l'edifici, ja que augmentaria la superfície exterior i es donarien pèrdues de calor a l' hivern. En general, cal minimitzar la superfície exterior de l'edifici, sobretot en aquelles orientacions que no reben aportacions solars.

L'objectiu d'aquesta forma és minimitzar les necessitats de calefacció a l' hivern i reduir les necessitats de refrigeració a l'estiu. Es considera una bona orientació del volum proposat aquella que es troba entre +/- 30º a Sud, i per tant cal procurar que les dimensions més grosses dels blocs estiguin orientades en aquest sentit. És preferible que si l'edifici ha d'estar desviat de l'orientació sud ho estigui cap a l'est, de manera que s'aprofiti el sol de matí a l' hivern i es fugi del sol de tarda a l'estiu.

La superfície exterior de l'edifici ha de tenir un bon equilibri entre l'aïllament tèrmic i l'emmagatzematge tèrmic. Antigament dins l'àrea mediterrània es construïa amb tecnologies que ho permetien, com la de terra tàpia, adob, maçoneria de pedra amb morters pobres, etc. La tecnologia actual permet trobar materials en el mercat que ofereixen prestacions similars i són compatibles amb l'obra, un exemple és el maó de termoargila.

L'estructura de l'edifici també ha de possibilitar la ventilació natural creuada i adequar les diferents zones de la casa en funció de les aportacions solars.

Alguns dels aspectes a tenir en compte en la distribució de les estances són que:

• L'edifici ha de poder captar i distribuir l'energia rebuda pel seu interior.
• Les estances amb ocupació contínua s'haurien de situar a les zones amb més radiació i protegir-les de les orientacions o alçades més desfavorables interposant espais amb menys exigències de confort.
• Les zones generadores de calor, com la cuina, s'haurien de situar a les plantes inferiors, per tal que l'aire calent que puja escalfi les zones superiors i a orientacions amb poca radiació, ja que no requereixen aportacions energètiques de l'exterior.
• És necessari que hi hagi comunicació entre els espais per tal que la calor pugui circular bé, i també obertures a diferents orientacions per tal que l'aire de ventilació circuli correctament.
• Les cuines i banys haurien de tenir els seus propis sistemes de ventilació desvinculats de la ventilació general.

Façana sud

A l' hivern la radiació incideix de manera força perpendicular durant moltes hores del dia degut a la poca alçada del Sol.

A l'estiu el sol hi incideix tangencialment, degut a la seva alçada elevada, rebent menys radiació que a l' hivern i sent relativament fàcil de modular amb elements que facin ombra.

És l'orientació idònia a nivell de captació, perquè rep molta radiació a l' hivern, que és quan cal més aportació per mitigar la baixa temperatura, i menys a l'estiu, en què interessa reduir la radiació solar. Per això es recomana concentrar els recursos de captació solar: finestres, galeries,... en aquesta direcció.

Façana nord

A l' hivern no rep radiació directa i és una zona freda.

A l'estiu rep radiació directa les primeres hores del matí i les últimes de la tarda, amb poca aportació calorífica.

Com que a l' hivern, que és quan més cal la radiació i gairebé no n'arriba, es recomana fer les perforacions d'aquesta façana petites i aïllar-la de manera important per tal d'evitar pèrdues d'energia de l'interior.

Façanes est i oest

A l'estiu reben molta radiació solar, són molt càlides i difícils de protegir donada la baixa alçada solar.

A l' hivern reben poca radiació (unes 2,5 vegades menys que a l'estiu).

Les façanes sud-est i sud-oest reben una radiació molt similar durant tot l'any.

Es recomana instal·lar proteccions solars a les finestres d'aquestes façanes per mitigar la radiació excessiva a l'estiu.

Coberta

Rep aproximadament 4,5 vegades més radiació a l'estiu que a l' hivern degut a la diferència d'alçada solar.

A l' hivern el sol incideix de forma rasant, rebent poca radiació

A l'estiu el sol hi incideix tot el dia amb força perpendicularitat. Per això cal aïllar bé la coberta i evitar l'excessiva captació de radiació a l'estiu. En el cas que es tinguin claraboies, boques de pati, etc., posar-hi proteccions solars per no patir sobreescalfaments a l'estiu.

Aïllament tèrmic

L'aïllament tèrmic evita que la calor es transmeti ràpidament de l'exterior a l'interior o viceversa. És important que un edifici estigui ben aïllat per evitar consums innecessaris d'energia, condensacions i manca de confort. L'aïllament és obligatori i està regulat per les normes NRE-AT-87 i NBE-CT-79.

Aquestes normes determinen uns nivells mínims d'aïllaments, que no tenen, perquè ser els òptims. Els edificis energèticament eficients haurien de disposar de gruixos d'aïllament més grans que els mínims normatius, sempre tenint en compte que siguin amortitzables econòmicament i energèticament en funció de les condicions climàtiques de la zona. Normalment els habitatges tenen diverses zones, que poden arribar a ser una proporció significativa de l'edifici, sense aïllar. Són llindes, ampits, finestres, caixes de persiana, etc., i poden arribar a ser un pont tèrmic important. Per evitar-ho cal que les obertures siguin de doble vidre amb perfils sense pont tèrmic i tinguin elements aïllants per les hores nocturnes, com persianes, cortines i porticons.

La coberta és l'element més exposat als diversos intercanvis exterior-interior, per això cal que disposi d'un bon aïllament. A l'estiu funcionen bé les cobertes ventilades, i també són recomanables les cobertes vegetals.

És necessari aïllar sense perdre la permeabilitat i a la vegada renovar l'aire interior d'una manera constant i continuada.

Altres consideracions que s'han de tenir en compte pel que fa a l'aïllament en general són que:

• Les superfícies rugoses són més absorbents que les llises, ja que part de l'energia es reflecteix sobre elles mateixes.
• És important que tot el tancament sigui continu, evitant discontinuïtats si aquestes representen ponts tèrmics.
• L'aïllament també ha de permetre l'intercanvi d'aire entre l'exterior i l'interior de l'edifici.
• La superposició de capes de diferents materials és una opció a valorar.
• Les cambres d'aire ventilables a les façanes i cobertes faciliten el control energètic sobretot a l'estiu.
• Els materials aïllants no poden ser en cap cas tòxics.

Climatització de l'edifici

La climatització és el condicionament d'aire per aconseguir unes característiques de temperatura i humitat agradables al cos humà. Actualment representa el consum energètic més important a les llars ja que les necessitats de calor a l' hivern i de fred a l'estiu han fet que cada vegada més habitatges tinguin calefacció, ventiladors i/o aire condicionat.

Els edificis de la zona mediterrània poden arribar a consumir poca energia en climatització si s'apliquen estratègies de captació de calor a l' hivern i de refrigeració i ventilació natural a l'estiu. Les condicions climàtiques al llarg de l'any són, però, força variables, per això cal incorporar sistemes corresponents tant a climes freds com a climes càlids.

La inèrcia tèrmica és la capacitat d'un material o d'un element constructiu d'acumular i cedir calor. Depèn de la calor específica del propi material (kcal/kgºC), de la seva massa (kg) i de la seva conductivitat tèrmica (kcal/hmºC). Com més massa tèrmica hi hagi a l'interior de l'edifici (forjats, estructura, divisions interiors, mobiliari...) més inèrcia tèrmica s'aconsegueix.

L'espai tractat amb elements massius dóna una bona regulació i un comportament més homogeni al llarg dels diferents canvis climàtics amb poc cost addicional. Tot i això cal tenir en compte que paraments molt gruixuts no arriben a escalfar-se interiorment durant un cicle diari, fet que pot ser contraproduent a l' hivern, ja que necessita més calor per assolir temperatures que li permetin cedir-lo a l'ambient interior. En climes càlids és aconsellable una bona inèrcia tèrmica.

També s'ha de tenir en compte que alguns materials poden acumular humitat, fet contraproduent en climes freds i humits.

En climes mediterranis la refrigeració a l'estiu és pràcticament tan important com la calefacció a l' hivern. Per aconseguir una refrigeració natural s'ha de procurar la captació mínima de radiació possible a l'estiu, mitjançant proteccions solars, i que hi hagi una bona ventilació (tant natural com forçada), tot amb un bon aïllament exterior.

Hi ha sistemes de climatització, tant de captació d'energia a l' hivern com de refrigeració a l'estiu, molt diversos, pel que fa a nivell de sofisticació i consum energètic. L'eina que permet definir les superfícies de captació en funció dels volums a tractar és el balanç energètic entre les pèrdues i els guanys dels espais projectats. La ventilació garanteix la renovació de l'aire i permet carregar i acumular fred a les masses dels tancaments.

El criteri bàsic és fer circular l'aire de les zones més obagues a les zones més càlides i expulsar l'aire més calent.

Finestres

Les finestres són elements importants des de molts punts de vista:

• Permeten la il·luminació natural
• Permeten la ventilació de l'edifici

Són un punt d'intercanvi de calor amb l'exterior. Pel que fa a l'entrada de llum, són la principal font d'il·luminació natural, però s'ha d'anar amb compte amb els enlluernaments, de manera que són necessaris elements reguladors (cortines, persianes venecianes, etc.) que poden ajudar a difondre la llum a l'interior. La major part de la llum no arriba més enllà de la distància equivalent a dues vegades l'alçada de la llinda de la finestra, per això com més profund és el local més alta convé que sigui la llinda de les finestres.

Com a element de ventilació les finestres són molt útils en el cas que siguin practicables. Pel que fa a la regulació de la temperatura, són un punt de transmissió tèrmica important. Per evitar les pèrdues s'han d'utilitzar vidres dobles amb cambra i fusteries que millorin l'aïllament.

També cal orientar-les de manera correcta (l'orientació òptima és el sud), no sobre dimensionar-les i protegir-les adequadament a l'estiu amb proteccions solars. Les finestres són la principal superfície de captació tèrmica. Els guanys calorífics a l' hivern a través de superfícies vidriades són més grans que les pèrdues tèrmiques que poden generar per transmissió. La diferent incidència de la radiació solar en funció de l'orientació permet exercir un control de les finestres.

En general, s'aconsella obrir finestres a la façana sud, ja que reben més captació solar a l' hivern que a l'estiu. Les altres façanes tenen menys guanys a l' hivern, per això cal minimitzar les seves superfícies transparents i obertures, sobretot a la cara nord.

Cal tenir especial cura amb el disseny de finestres a l'oest, ja que tindran poca captació a l' hivern i en canvi a l'estiu reben força radiació en les hores baixes, essent bastant difícils de protegir.

Al clima mediterrani, com que es necessita un bon aïllament a l' hivern i ventilació a l'estiu, la mida ideal de les obertures és complexa de trobar, cal tenir en compte que:

• No han de ser excessivament grans (ja que transmeten energia calorífica ràpidament), però sí, el suficient com per permetre una bona il·luminació natural de l'interior.
• Han de disposar de proteccions solars, que impedeixin l'entrada del sol a l'estiu i la permetin a l'hivern.
• Han de ser practicables per tal de facilitar la ventilació i prou hermètiques com per no provocar grans pèrdues de calor per infiltracions.

Sistemes de climatització, sistemes captadors d'energia

Els edificis bioclimàtics poden utilitzar diferents sistemes per captar energia:

• Sistemes directes: finestres i claraboies.
• Sistemes semidirectes: hivernacles i galeries, espais habitables annexes als edificis, que permeten captar la calor.
• Sistemes indirectes: murs d'inèrcia, murs Trombe, captadors solars amb massa d'aigua, etc.

Són elements que permeten controlar les oscil·lacions de temperatura i l'entrada de llum de manera independent, ja que la radiació solar no incideix directament a l'habitacle, sinó que és absorbida per una massa intermèdia que emmagatzema la calor rebuda i l'allibera a l'interior quan és necessari. Són sistemes poc aplicats a la zona mediterrània, més indicats en zones d'interior i de muntanya.

• Sistemes independents: llits de còdols i captadors d'aire, que capten la calor en un element independent de l'edifici.

Sistemes de refrigeració

Hi ha diverses tècniques que un edifici bioclimàtic pot adoptar per tal de refrigerar l'espai amb baix consum energètic:

• La utilització de la vegetació com a eina reguladora de la temperatura.
• Sistemes que tenen en compte el vent dominant de la zona i les construccions que envolten l'edifici. Els arbres poden ajudar a conduir el vent.
• Els acabats exteriors. És preferible un predomini de colors clars i que no hi hagi superfícies reflectores pròximes.
• No abusar de la il·luminació artificial i utilitzar sempre lluminàries de baix consum.

Ventilació

La ventilació ha de permetre una bona qualitat de l'aire interior, per poder respirar, evitar males olors i riscos de salut. La taxa de renovació adequada en habitatges és d'unes 0,5 renovacions/hora, valor que augmenta amb l'ocupació i en funció del tipus d'activitat. Part de la renovació es pot obtenir per la pròpia transpiració de l'edifici, però sovint cal una ventilació voluntària per assolir els mínims desitjats.

La qualitat de l'aire interior depèn de molts factors, temperatura, humitat, pressió atmosfèrica, moviment i renovació de l'aire, el cicle dia-nit i interestacional, l'electricitat ambiental, la composició química.... Per tal que l'aire es renovi cal que els materials de construcció permetin l' intercanvi d'aire. Materials adequats són: l'argila, la pedra, la fusta, el guix, els morters de calç o l'argamassa del recobriment exterior.

És important que els espais no siguin completament hermètics ni excessivament aïllants, ja que en alguns casos els aïllaments no deixen transpirar l'edifici.

Hi ha molts sistemes de ventilació que poden ser utilitzats, entre ells hi ha sistemes d'inèrcia (conductes soterrats o soterrament de l'edifici), sistemes de radiació (patis), sistemes de moviment d'aire (torres de ventilació, xemeneies solars), sistemes d' ombrejament (umbracles, pèrgoles, patis) o sistemes d'humidificació (brolladors i estanys).

Proteccions solars

A l'estiu és necessari que les façanes que reben radiació directa tinguin les obertures protegides per evitar que l'edifici es sobreescalfi. Les finestres i balconades es poden protegir mitjançant voladissos i ràfecs, que impedeixen el pas de la radiació a l'estiu, quan el sol és alt, i permeten que aquest entri a l 'hivern, quan està més baix.

A les obertures de l'oest les proteccions han de ser de tipus vertical degut a la poca alçada solar durant tot l'any.

A l'estiu s'ha d'impedir l'entrada de la radiació a l'interior mitjançant proteccions exteriors, com tendals, persianes i porticons, mai amb proteccions interiors que retenen la calor captada a l'interior de l'edifici.

També es pot aconseguir protecció solar mitjançant la vegetació. Els arbres de fulla caduca a la façana sud impedeixen l'entrada de sol a l'estiu i la permeten a l' hivern. Per a utilitzar la vegetació en aquest sentit cal escollir l'arbre en funció de l'alçada dels edificis i de l'entorn. La vegetació també proporciona altres proteccions climàtiques, a més del control de la radiació, com pot ser un millor confort microclimàtic, que combinat amb l'aigua permet tenir un cert grau d'humitat en els períodes desitjats.

Il·luminació natural

És bàsic que els edificis tinguin una bona il·luminació natural. Això s'aconsegueix fent un bon disseny de l'edifici que minimitzi les zones fosques. La qualitat de la llum i també la seva quantitat és diferent en funció de l'orientació de la façana.

Els edificis bioclimàtics tenen generalment grans superfícies de cara al sud, on la llum és molt intensa, per això són necessaris sistemes de regulació i distribució de la mateixa.

A la façana nord, l'única llum que entra és la llum de la volta del cel, blavosa i estable, excepte a l'estiu, en què cal evitar l'enlluernament per radiació directa a primera i darrera hora del dia.

Les façanes est i oest reben llum directa les primeres o darreres hores del dia, en què la llum és direccional i vermellosa. Durant la resta del dia reben la llum de la volta del cel, blavosa i estable, de manera que en funció de l'hora la llum que entra per aquestes obertures és molt diferent.

La coberta rep llum directa tot el dia, que en cas que entri a l'interior de l'edifici haurà de ser matisada i/o controlada.

Les proteccions solars i la forma i disposició de les obertures permeten per tant, controlar la quantitat i la qualitat de la llum que entra a l'edifici oferint un millor confort i reduint el consum energètic derivat de l'ús de sistemes d'il·luminació artificial.

El dimensionament del porxo deixa pasar el sol a l´hiver fins l´interior de la vivenda i el priva d´entrar tan sols als vidres a l´estiu.

També comentar que amb aquesta construcció hi ha una calefacció i refrigeració per geotérmia així com per calentar la piscina.