• Setembre

    6

    2018
  • 546
  • 0
Comportament de l’estàndard Passivhaus a l’estiu Mediterrani

Comportament de l’estàndard Passivhaus a l’estiu Mediterrani

En Micheel Wassouf, pioner en la implantació de l’estàndard Passivhaus a Catalunya i co-fundador de l’empresa Energiehaus, ha escrit un article sobre el comportament de l’estàndard Passivhaus en climes càlids com el nostre clima mediterrani.

Traduïm l’article al nostre blog però pots consultar-ne l’original al seu web: Comportamiento del estándar Passivhaus en el verano Mediterráneo

 

L’èxit del funcionament dels habitatges passius, en climes temperat-fred, ja ha estat àmpliament demostrat en els últims 20 anys a través de diferents estudis d’investigació teòrics i pràctics.

La notorietat de l’èxit dels resultats d’aquestes experiències han contribuït de manera fonamental a l’èxit i difusió de l’estàndard Passivhaus a tot el món.

En la fase actual de difusió de l’estàndard Passivhaus en diferents climes, sempre sorgeix la pregunta de si el “Set Solutions of Passivhaus” elaborades per al clima d’Europa central també garanteix una excel·lent eficiència en diferents climes de tot el món.

El present anàlisi es realitza amb l’objectiu d’oferir una primera visió del funcionament real d’una casa passiva residencial durant l’estiu en un clima mediterrani. Energiehaus ha participat com a dissenyadors Passivhaus en aquest habitatge.

¿Els resultats d’aquesta anàlisi s’entenen com una petita contribució sobre la pregunta: Funciona la Casa Passiva també en climes càlids?

Figura 1: MZ House; Arquitecto: Calderon Folch. Foto: Pol Viladoms

Figura 1: MZ House; Arquitecte: Calderon Folch. Foto: Pol Viladoms

 
Construcción vivienda: Papik, Cases Passives. vivienda certificada Passivhaus en Palau de Plegamans

Construcció habitatge: Papik, Cases Passives. Casa certificada Passivhaus en Palau de Plegamans

 

Descripció, localització i comportament de l’usuari

MZ House és un habitatge unifamiliar situat a Barcelona. L’habitatge consta d’una sola planta i està situat prop d’una carretera molt transitada (ronda de Dalt). La platja es troba uns 6 km de distància de l’habitatge.

El clima mediterrani típic de Barcelona té una temperatura mitjana de 24-25 °C a l’agost, combinat amb una humitat relativa mitjana de 60-70%.

MZ House és el resultat d’un procés de rehabilitació sota els criteris de l’estàndard Passivhaus.

L’edifici original, que data de l’any 1918, es va trobar en unes condicions tèrmiques molt bàsiques. A l’hivern tenia una demanda de calefacció de 171 kWh/M2A, segons el PHPP. Després de la rehabilitació, aquesta demanda es va reduir a 17,5 kWh/M2A, complint així gairebé amb els criteris Passivhaus. El grau de confort calculat durant l’estiu (abans i després de la rehabilitació) es va mantenir en un 10% de freqüència de sobreescalfament, amb 26 °C com a referència, i 14,7% amb 25 °C com a temperatura de referència.

L’habitatge consta aproximadament de 70m2 de superfície útil. El saló menjador té vistes al jardí (al nord-est), amb molt poc guany solar a l’hivern. La façana al carrer conté dues petites obertures. Té un edifici alt al davant.

Per reforçar i assolir els criteris de construcció segons l’estàndard Passivhaus, es dissenya una claraboia amb orientació al sud-oest. L’aïllament en parets és d’entre 14-18cm, al sostre 28cm i l’aïllament en sòl és de 6cm

S’instal·len marcs de finestres de fusta (90mm; 1,1 W/m2K) i finestres amb doble vidre amb vidre baix emissiu (1,1 W/m2K; valor g 0,58) adequat per a les condicions de confort del clima Mediterrani.

La inèrcia tèrmica de l’edifici és molt baixa, a causa de la col·locació de l’aïllament tèrmic per l’interior de l’edifici.).

El sistema de ventilació HRV disposa d’una certificació Passivhaus, de doble flux amb recuperador de calor que garanteix una excel·lent qualitat de l’aire interior de l’habitatge.

A causa de les complexes condicions constructives, l’estanquitat a l’aire arriba “només” un valor de N50 de 2,3/h. Els usuaris de l’edifici són una família de quatre persones, molt conscients de les mesures d’estalvi energètic. En els dos anys analitzats, 2013 i 2014, la família no utilitzava l’habitatge durant 6 setmanes en els mesos d’estiu (des de mitjans de juliol fins a finals d’agost), per la qual cosa l’anàlisi del confort se centra en el període d’ocupació de l’habitatge: juny, primera meitat de juliol i setembre. Pel que fa a l’estratègia de ventilació, la ventilació mecànica es manté en funcionament, sempre que l’habitatge està ocupat. La taxa de renovació d’aire constant és de 30 m³ per hora i persona. A causa de l’ús intensiu del jardí, els nens mantenen obert la gran finestra corredissa (elevador) cap al jardí al llarg del dia (durant les vacances escolars). A les nits d’estiu, es realitza una ventilació natural creuada molt intensa. La nova claraboia no tenia encara instal·lada la protecció solar externa, de manera que es va cobrir amb un element provisional. L’edifici no disposa d’aire condicionat.

Resultats mesurats i anàlisi de les dades

S’han registrat dos anys de monitoratge de les temperatures internes i externes, i també la humitat relativa i la concentració de CO₂. No es disposa de dades sobre la radiació solar del lloc. Durant el temps d’anàlisi, la concentració de CO₂ mai ha superat els 1000 ppm de CO₂.

Es debaten els següents dubtes sobre el confort durant l’estiu, sempre durant la fase d’ús de l’habitatge:

  • Funcionament general durant l’estiu (freqüència de sobreescalfament)
  • La mitjana de temperatura exterior entre maig i setembre durant 2013/14 va ser de 22,60/23,28 °C, mentre que les dades oficials de PHPP per a la ciutat de Barcelona són 23,6 °C.

La temperatura interior analitzada a l’estiu té una mitjana de 25,2 °C durant 2014 i de 25,5 °C durant 2013. La freqüència de sobreescalfament corresponent per sobre de 25 °C durant la fase d’ús (aquí tot l’any) és del 13,0% en 2014 i del 14,3% el 2013.

Aquest resultat demostra que l’edifici es va comportar de manera molt similar als càlculs teòrics realitzats amb el PHPP (14,7%). Curiosament, el propietari no es va queixar de les altes temperatures, sinó de l’alta humitat relativa registrada a l’interior de l’edifici en època d’estiu.

Model de confort adaptatiu

Les dades recopilades es van organitzar i comparar seguint els resultats de l’estudi ASHRAE RP-884. Aquest estudi utilitza més de 22,000 dades de 160 edificis en diferents zones climàtiques, la majoria d’ells ubicats en climes càlids. Com a conclusió, l’estudi conclou en la següent fórmula, resultant una acceptabilitat del 90% (edificis sense AC): Tconf = 18,9 °C + 0,255 * temperatura exterior ± 2,5.

Els diferents paràmetres de confort, com serien el nivell de vestimenta, l’índex metabòlic o la velocitat de l’aire no es coneixen per a utilitzar en aquesta comparativa, per la qual cosa les xifres presentades s’han d’analitzar amb certa precaució.

A la Figura 2, es mostren les temperatures de l’habitació en funció de les temperatures exteriors, també els límits superiors i inferiors de ASHRAE-RP-884 i la proposta de la PHI per al límit superior de confort. S’observa un excel·lent comportament de les temperatures de l’edifici. El gràfic mostra que molt poques hores han superat els crítics 26 °C. La mateixa situació es detecta en l’estiu de 2014 (Figura 3).

Figura 2. Temperatures ambientals registrades l’estiu de 2013, durant l’ocupació de l’habitatge

 

Figura 3. Temperatures ambientals registrades l’estiu de 2014, durant l’ocupació de l’habitatge

Què passa durant una onada de calor a l’estiu? L’edifici no té massa tèrmica, com es va indicar anteriorment. Seguint ISO-EN-13790, se suposa una envoltant lleugera amb una constant de temps de 20 hores. Per tant, s’analitzen més profundament dues setmanes durant l’estiu de 2013 i 2014: la Figura 4 mostra que la fase de desplaçament de les temperatures és d’aproximadament 5 hores, en comparació amb el que EN-ISO-13786 suggereix com a valor mínim de 10 hores. Durant el període analitzat, notem que l’edifici respon a canvis bruscos de temperatura en menys de 20 hores. El mateix fenomen es repeteix per a l’any 2014 (vegeu Figura 5: 13 de setembre).

Figura 4. Temperatura de l’habitació durant dues setmanes l’estiu de 2013

 

Figura 5. Temperatures de l’habitació durant dues setmanes l’estiu de 2014

 

CONCLUSIONS

Tot i que la constant de temps de l’edifici és baixa (valors reals), i el desfasament de les temperatures és molt reduït (3-5 hores), curiosament l’habitatge funciona de forma excel·lent pel que fa a les temperatures ambientals. La figura 8 mostra que les temperatures només superen el límit dels 27 °C en molt poques hores. No obstant això, és interessant estudiar més a fons si una major massa tèrmica podria esmorteir millor les oscil·lacions del clima i millorar així el comportament de l’edifici. També la humitat relativa sembla ser un problema que s’ha d’estudiar amb més detall. Com es mostra en el gràfic inferior, a la casa MZ hi ha un període on els límits de confort estan superats. Aquest fet va ser confirmat pels usuaris, que van indicar una sensació d’humitat massa alta a l’interior de l’habitatge en època d’estiu. De totes maneres, aquest problema no és un problema específic de l’habitatge Passivhaus, sinó sol ocórrer en qualsevol edifici exposat a la humitat alta que és característica per a la zona de la Mediterrània.

 

Figura 8. Límits de confort en funció de les temperatures internes i la humitat relativa. (Pineda ref. Humidity summer, no s’inclou en aquest article)

     

 

© Copyright 2015 Papik Cases Passives Creat per Aprop Produccions // Avís Legal // Política de privacitat// Política de Cookies