Edificio de vivienda social en Madrid bajo el estándar Passivhaus de Ruiz-Larrea & Asociados

Ruiz-Larrea & Asociados

La Empresa Municipal de la Vivienda y Suelo de Madrid (EMVS) ha promovido la construcción de este bloque de viviendas en el distrito madrileño de Carabanchel, obra del estudio de arquitectura Ruiz-Larrea & Asociados, que ha obtenido la certificación Passivhaus Classic y una reducción de la demanda y consumo energético de casi el 60%.

Foto: Lucía Gorostegui

El proyecto es el resultado de un concurso restringido de ideas arquitectónicas convocado por la Empresa Municipal de la Vivienda y el Suelo de Madrid (EMVS) como primer paso para la construcción de un edificio "demostrador", en el contexto de la estrategia marcada por el Proyecto Integrado I+D+i Manubuild, con financiación de la Comisión Europea a través del 6º Programa Marco.

El objetivo de este concurso, en el que participaron diferentes equipos europeos, fue obtener propuestas de alto nivel arquitectónico sobre nuevos tipos edificatorios -en el ámbito de la climatología y la cultura mediterráneos-, con aplicación de sistemas constructivos industrializados, abiertos y sostenibles, de tal modo que las ideas seleccionadas constituyesen el punto de partida conceptual para el edificio que la EMVS tenía previsto realizar en Madrid como demostrador de la investigación.

En la primera fase, “Carabanchel 34 Fase I”, se desarrolla bajo sistemas industrializados de construcción y buscando la máxima eficiencia energética. Así se construye el primer bloque de 25 viviendas, además del bajo rasante completo para albergar el aparcamiento semiautomático. En la segunda fase, que nos ocupa, “Carabanchel 34 Fase II”, se desarrolla el resto de las 25 viviendas en un nuevo bloque, sobre la estructura existente, bajo criterios bioclimáticos, ahorro de energía, ecoconstrucción y de gestión y eficiencia hídrica, cumpliendo con el CTE. Al finalizar la fase de estructura, se adecua el proyecto original para adaptarlo a un edificio de ECCN bajo el standard Passivhaus.

Plano de emplazamiento.

Es una propuesta innovadora que agrupa las viviendas ordenadamente en una pastilla edificatoria con doble orientación, basándose en la comodidad de uso y mediante un moderno criterio de habitabilidad bioclimática, en la misma línea que la primera fase de esta promoción. Esta “habitabilidad bioclimática” se basa en la configuración del edificio de una manera determinada para conseguir el máximo soleamiento de los espacios vivideros de las viviendas durante la mayor parte del día, algo que la EMVS tiene presente en sus estructuras puesto que potencia el ahorro y la eficiencia energética.

Foto: Lucía Gorostegui

Tipologías de viviendas

El programa de necesidades planteado por el estudio es el de un edificio residencial multifamiliar de 25 viviendas de 1, 2 y 3 dormitorios y zonas comunes. Las viviendas son de carácter social de alquiler en el régimen de calificación de vivienda protegida pública (VPPA) de la Comunidad de Madrid. La vivienda de 1 dormitorio dispone de zona de día formada por cocina, tendedero y estar comedor, y la zona de noche que la integran un baño y un dormitorio. La vivienda de 2 dormitorios dispone de zona de día formada por cocina, tendedero y estar-comedor y la zona de noche que la integran un baño y dos dormitorios. La vivienda de 3 dormitorios dispone de zona de día formada por cocina, tendedero y estar-comedor y la zona de noche que la integran un dormitorio principal con baño incorporado y dos dormitorios y un baño.

Planta tipo. Ver PDF

Alzado sur

Los huecos de las estancias están formados por huecos de composición vertical en su orientación sur, incluyendo elementos de protección solar, y huecos de composición horizontal en su orientación norte, más los accesos a los tendederos. Las plazas de garaje provienen de la construcción de la Fase I por lo que son ya existentes en el sótano -2 en un aparcamiento semiautomático robotizado.

Alzado norte

Foto: Lucía Gorostegui

Sistema constructivo

Dentro de los objetivos planteados como filosofía de proyecto, se identifica el uso de energías más limpias y ahorros energéticos, y en aras de asegurar la funcionalidad, seguridad y habitabilidad de los edificios, se han planteado soluciones constructivas sostenibles y ecoeficientes para promover la reducción del consumo energético y la pérdida energética de la vivienda dentro de los parámetros marcados por el estándar Passivhaus. Además se han tenido en cuenta criterios de ecoconstrucción para que los materiales empleados dispusieran de DAP; la calidad del ambiente y del aire interior en los acabados interiores que están libres de COV y diseñados para que la temperatura interior de los cerramientos esté por encima de 17ºC; y en la gestión y reutilización del agua mediante el uso de equipos de alta eficiencia hídrica.

Sustentación del Edificio y Sistema Estructural

El edificio se apoya sobre la estructura existente del proyecto de “Carabanchel 34 Fase I”, que se ejecutó hasta la planta baja, y se calculó para el levantamiento en la Fase II. Así estaba construido el sótano -2, (aparcamiento), el sótano-1 (cuartos técnicos y soportal), y la planta baja con las esperas de arranque de los pilares del edificio objeto. Los elementos portantes verticales están constituidos por pilares de hormigón armado, y en la fachada norte con una estructura de acero compuesta por un emparrillado metálico de pilares y vigas mediante perfiles laminares de tipo HEB-300, cuyos elementos colaboran como elementos portantes de la estructura del edificio. Los forjados son bidireccionales de hormigón con casetones perdidos de hormigón aligerado, con un canto de 25+5 cm y un nervio de 12,5 cm con un intereje de 82,5 cm. En el torreón de la cubierta hay una losa de hormigón de 20 cm.

Foto: Lucía Gorostegui

Sistemas de Envolventes y Acabados

El fin proyectual se centra en controlar la energía interior y evitar los puentes térmicos, utilizando un tipo de fachada óptimo según la orientación, ejecutando así fachadas ventiladas en la orientación sur y fachada sistemas tipo SATE en la orientación norte y medianerías. Además, se tiene en cuenta el parámetro de la hermeticidad para controlar las posibles infiltraciones de aire que se puedan producir en los distintos encuentros de los elementos constructivos y alcanzar así los valores exigidos en Edificios de Consumo de Energía Casi Nulo (EECN) y Passivhaus.

Foto: Lucía Gorostegui

Sistema de cubierta

Sistema tradicional acabado en grava. Aislamiento térmico de XPS con borde mecanizado a media madera, con un λ= 0,036 W/mK, y formado por 2 planchas contrapeadas de espesor de 100 y 80 mm. Ucubierta= 0,18 W/m²K

Prueba de estanqueidad de la impermeabilización de cubierta.

Sección constructiva.

Sistema de fachada

Soporte base formado por fábrica de ladrillo de ½ pie con acabado enfoscado exterior e= 15mm, guarnecido interior de yeso e= 15-20mm, y trasdosado de cartón yeso 46/400/15 relleno con aislamiento térmico de lana roca λ= 0,034 W/mK. Sobre este soporte base se realiza un tipo de fachada que varía según la orientación del edificio:

- Sistema SATE (orientación norte y medianerías): fachadas tipo SATE de distintos espesores, que tienen un λ= 0,035 W/mK con fijaciones de ruptura de puente térmico tipo Ejotherm H2 con un λ= 0,001 W/k. Fachada medianera y galería interior: e= 120 mm con una USATE= 0,20 W/m²K. Fachada interior en zona de escalera: e= 100 mm con una USATE= 0,26 W/m²K.

Ejecución del sistema SATE.

Foto: Lucía Gorostegui

Detalles sección constructiva pasarela. Fachada norte. Sistema SATE. Ver PDF

- Sistema fachada ventilada (orientación sur): acabado en panel metálico de chapa minionda sobre subestructura metálica con rotura de puente térmico mediante la colocación de fundas térmicas de espuma de PP de célula cerrada de e= 10mm en las fijaciones y anclajes de sustentación. Lámina de viento de poliéster no tejido, impermeable, transpirable al vapor de agua y estanco al aire para garantizar la eficacia del aislamiento térmico con juntas. Aislamiento con panel único de doble densidad con un λ= 0,034 W/mK con fijaciones de ruptura de puente térmico Ejotherm H2 con un λ= 0,001 W/k. Fachada sur: e= 100 mm con una Uvent= 0,20 W/m²K.

Foto: Lucía Gorostegui

Detalles sección constructiva fachada sur. Sistema fachada ventilada. ver PDF

Carpinterías exteriores

Carpintería certificada Passivhaus para clima templado con una transmitancia del conjunto del hueco de carpintería-vidrio para obtener unos valores de UW= 0,93 W/m2K. El marco es un sistema de carpintería de PVC de (triple junta) con una Uf= 1,0 W/m²K. Acristalamiento de vidrio triple con cámara con valores de Ug= 0,7 W/m2K, con distanciador de vidrio de plástico y con ruptura de puente térmico. En la orientación norte la composición es de 4/12/4/12/4 relleno de argón 90% con un valor de g= 0,53, y en la orientación sur 3.3./12/4/12/3.3 relleno de argón 90% con un valor de g= 0,49. Todos los vidrios tendrán bajo emisivo y control solar en función de la orientación.

La puerta de acceso se realiza con el mismo tipo de perfil para obtener unos valores de Up= 1,0 W/m2K y además garantizar la estanqueidad de la envolvente. Se opta por soluciones de carpintería de PVC-U de triple cámara con refuerzo de acero cincado, juntas EPDM y panel térmico tipo Cosmotherm de 28 mm y Up= 1,0 W/m²K o vidrio de doble cámara 3+3/12/4/12/3+3 con una Ug= 0,7 W/m²K, bajo emisivo y acabado satinado.

Imágenes de la ejecución del hueco, colocación de las carpinterías y aplicación del sistema SATE.

Protección solar de huecos

Sistema motorizado de cortinas enrollables en cajón con accionamiento eléctrico con guiado de cremallera lateral resistente al viento. En la orientación sur el tejido es de tipo blackout trend light blanco: transmisión 76% / absorción 12% G tot 0,02 / opacidad 100 en color RAL 9010; y en la orientación norte es de tipo trend light antracita: transmisión 7% / absorción 93% G tot 0,05 / opacidad 100 en color RAL Antracita 7016.

Para la protección solar y oscurecimiento de los huecos de la fachada sur se han instalado estores con guía cremallera de BANDALUX. Foto: Lucía Gorostegui

Foto: Lucía Gorostegui

Hermeticidad

El sistema constructivo realizado con fábrica de ladrillo y hormigón, define la línea de hermeticidad del edificio, con una capa de yeso e=15-20 mm, en el trasdós de la fábrica de ladrillo. Por ello, se han implementado sistemas de sellado con cintas de estanqueidad con adhesivos (de alto rendimiento sin disolvente, ni COV ni sustancias de elevado punto de ebullición plastificante, ni cloro y ni formaldehido) para los sistemas de carpintería-marco interior, carpintería-marco exterior, soporte-marco interior y yeso forjado de hormigón; y membranas líquidas herméticas para los sistemas de sellado de pasos de instalaciones.

Ensayos de hermeticidad.

Puentes térmicos

El tratamiento los puentes térmicos del edificio es conforme a las condiciones establecidas en los criterios de confort y salubridad de los edificios pasivos para mantener una diferencia de temperatura entre ambiente interior y superficie interior de la ventana ≤ 4,2 K y una temperatura superficial mínima de 17ºC.

- Pasarelas exteriores: forjado superior exterior de XPS con un e= 50 mm y forjado inferior exterior de lana de roca con un e= 120 mm en cara inferior en una franja de 130 cm.

- Pilares de planta baja-primera: lana de roca en una franja vertical de 600 mm y un e= 120 mm.

- Muros de planta baja-primera: lana de roca a 2 caras en una franja vertical de 450 mm y un e= 120 mm.

- Fachada ventilada: fundas térmicas en anclajes y cara superior de forjado de XPS de un e= 50mm, e inferior en franjas de 500 mm y un e= 120 mm.

- Insuflación de aislante térmico en patinillos técnicos de bajantes.

Colocación de manta de lana de roca, en la parte inferior del forjado de la pasarela de la galería norte, para evitar el puente térmico.

Detalle solución puente térmico en forjado pasarela. fachada norte. Ver PDF

Detalle solución puente térmico en anclaje fachada ventilada. Ver PDF

Sistemas de Acondicionamiento e Instalaciones

Como consecuencia de la aplicación del standard PASSIVHAUS en las viviendas, se produce una reducción de la demanda sustancialmente en casi un 60% sobre un edificio que cumple únicamente con las prestaciones del CTE.

• Demanda energética anual de calefacción por superficie útil:           6,95 kWh/ (m2año)

• Demanda energética anual de refrigeración por superficie útil:          5.,9 kWh/ (m2año)

Refrigeración y calefacción

Sistema de aire acondicionado frío-calor de alta eficiencia energética compuesto por la instalación de una unidad exterior ubicada en cubierta y una unidad interior tipo Split en el salón de las viviendas con una capacidad de 3,5 kW de potencia en frío y 3,7 kW de potencia en calor. El control de la temperatura se realiza mediante un termostato ubicado en la estancia principal. Este sistema aporta un alto nivel de confort con un nivel sonoro mínimo, evitando el impacto estético de los equipos de aire acondicionado. En calefacción el PHI aconseja disponer de un suministro auxiliar de calefacción, y se instala en los baños un radiador toallero eléctrico con una potencia de 750 W.


Colocación en cubierta de las bombas de calor individuales: Toshiba HVAC

Tanto la tabiquería como el trasdosado de las fachadas, se termina con una placa de yeso laminado de Gyptec Iberica y un acabado de pintura plástica lavable libre de COV´s.

Ventilación

Ventilación de confort con recuperación de calor de alta eficiencia con equipos individuales por vivienda en colocación vertical, integrado en el mobiliario de cocina, con un rango de caudal entre 90-145 m3/h con filtros F7 en admisión y G4 en retorno de equipo, obteniendo aire fresco para favorecer el bienestar, maximizar el confort, el ahorro energético y la ausencia de moho y bacterias. Equipos con certificado de componente Passivhaus, con un recuperador de calor de una eficiencia 82% (>75%), consumo eléctrico de 0,27 Wh/m3 y unas fugas de 1,05 % (<3%).

Para la ventilación de confort con recuperación de calor de alta eficiencia se han utilizado 21 unidades ComfoAir 180 y 4 unidades ComfoAir 200 de Zehnder

Red de conducto de admisión y expulsión de aire realizado con tubo de polipropileno extruido de 155 mm (e=15mm). Sistema de distribución en estrella a partir de silenciadores independientes en retorno e impulsión por tubo en polietileno HDPE de diámetro 75 mm. La difusión se realiza con bocas de ventilación con efecto Coanda.

Iluminación

Zonas comunes con iluminación tipo LED y detectores de presencia. Las viviendas no se entregan con iluminación, por lo que se entregará a los usuarios un manual indicando la eficiencia energética recomendada para los electrodomésticos de las viviendas, así como para los tipos de luminarias.

Automatización y Control

Centralitas de control de regulación solar con valores de lectura de diferentes sondas de temperatura (Kol1 en captadores; Sp1 y Sp2 en acumulador solar) que actuará sobre las bombas y válvulas correspondientes.

Energías Renovables in situ o en el entorno

La energía renovable utilizada es la solar térmica para el cumplimiento del apartado de DB-HE4 de ACS. Se instalan 8 captadores solares en 2 filas, con una superficie de captación cada uno de 2,51 m2 y disipador estático de 9 kW por fila. Se apoya por medio de una caldera de condensación de 60 kW, con un intercambiador de placas y dos interacumuladores térmicos de 1.000 l.

Foto: Lucía Gorostegui

Edificio de consumo de energía casi nulo

La apuesta de Ruiz-Larrea & Asociados en este proyecto ha sido la de la eficiencia energética, aportando además una excelente calidad de aire interior y un alto grado de confort a las viviendas. El edificio se ha proyectado bajo criterios del CTE y se ha adecuado al estándar Passivhaus a partir de la finalización de la estructura, con la adecuación a los sistemas constructivos (sistemas SATE, fachada ventilada, carpinterías), y minimizando las instalaciones de calefacción y refrigeración, así como la resolución de detalles y encuentros que generaban los numerosos puentes térmicos de la estructura preexistente. La adecuación de la estructura a todos aquellos elementos que intervienen en el estándar ha dado como resultado un edificio de consumo casi nulo ECCN con una reducción de la demanda y consumo energético de casi el 60%. Los criterios fundamentales que han alimentado el proceso para alcanzar un edificio ECCN se basan en el estándar de construcción Passivhaus.

Texto: Antonio Gómez Gutiérrez, Passivhaus Designer y arquitecto socio Ruiz-Larrea & Asociados.

Ficha técnica completa, con enlace a Materiales utilizados en el proyecto y similares.

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Ficha técnica

Autor: Ruiz-Larrea & Asociados

Localización: Distrito de Carabanchel, Madrid

Colaboradores: Dirección Obra: César Ruiz-Larrea Cangas, Antonio Gómez Gutiérrez, Gorka Álvarez Ugalde, Miguel Díaz Martín.

Fotografías: Lucía Gorostegui


Editado por:

David Mimbrero Tectónica

Publicado: Sep 28, 2020

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