Mitsubishi Electric particpó en el desarrollo de la primera casa pasiva del estado de California, Estados Unidos, y la primera rehabilitación de un edificio, según los estándares de la casa pasiva de ese país.
por Mitsubishi Electric
Cuando Catherine O’Neill, una antigua gerente de banco, que en 2009 se jubiló y se mudó a la zona de viñedos de California, decidió que quería un hogar para su retiro que fuera cómodo y amigable con el medio ambiente, y que transmitiera un mensaje muy claro sobre la eficiencia energética.
En una calle ciega bordeada de casonas de principios de los años 60, ubicada a solo unas manzanas de la plaza central del centro histórico de Sonoma, California, O’Neill descubrió una casa de campo decaída, que databa de 1962, en la que no había vivido nadie por años, pero que tenía “buenos huesos”.
Para transformar esta casa abandonada en una demostración de eficiencia energética, O’Neill sabía que necesitaría un equipo experimentado con talento para el diseño sostenible. Para liderar el equipo acudió a Rick Milburn, fundador de PassivWorks, Inc., ubicado en la región aledaña de Vineberg (California). Sabía que Milburn era un maestro constructor meticuloso y un activista de las prácticas de construcción sostenibles. Su sitio web estaba lleno de casas de alta eficiencia energética hechas a pedido, así como de testimonios de clientes satisfechos.
Después de investigar las numerosas opciones de construcción amigables con el medio ambiente disponibles, Milburn y O’Neill se decidieron por los estándares de la casa pasiva (Passivhaus) desarrollados en Alemania en 1988. La idea básica de una casa pasiva es reducir el consumo energético total de una residencia en un 60-70 por ciento y disminuir en un 90 por ciento el uso de calefacción, en comparación con las casas convencionales construidas según los códigos de construcción. Los cuatro pilares de una casa pasiva son:
- Súper aislamiento hermético que minimiza el puente térmico (pérdida de frío/calor).
- Ventanas y puertas de alta eficiencia.
- Ventilación mecánica con recuperación de calor.
- Tecnología de refrigeración y calefacción innovadora y eficiente.
En términos técnicos, esto significa que la demanda máxima de refrigeración o calefacción no debe exceder los 1.4 kilovatios/hora (kWh) por pie cuadrado al año, la demanda total de energía primaria no debe superar los 11.1kWh por pie cuadrado al año y la infiltración de aire debe ser inferior a 0.6 cambios de aire por hora.
Capacitación sobre la casa pasiva y pruebas energéticas
Milburn se tomó un tiempo alejado de su negocio para realizar la capacitación certificada del Instituto de la Vivienda Pasiva (Phius, por sus siglas en inglés) en Urbana, Illinois. Para diseñar la rehabilitación de O’Neill, Milburn convocó a Jarrod M. Denton, miembro del Instituto Estadounidense de Arquitectos, de Signum Architecture, ubicado en la población aledaña de St. Helena (California). Juntos viajaron a la Conferencia Internacional Anual sobre Viviendas Pasivas en Darmstadt, Alemania, donde asistieron a seminarios sobre diseño y técnicas de construcción relacionadas con el estándar Passivhaus.
La vieja casa de campo le planteaba a los dos hombres desafíos únicos. Para empezar, la construcción de 1.933 pies cuadrados no tenía entrada por la calle: su inusual diseño estaba conformado por dos estructuras conectadas por un corredor. Las reglamentaciones de zonificación local exigían que no se modificara la superficie del edificio.
Para hacerle frente a estos retos, Denton creó una manera de conectar las dos estructuras con un corredor que se convirtió en una impresionante cocina nueva que enmarca el patio. El resultado fue una casa en forma de U con 400 pies cuadrados adicionales de espacio habitable.
Para que se ocupara del rendimiento energético, Milburn contactó a Graham Irwin, fundador de Essential Habitat de Mill Valley, California. Irwin, uno de los pioneros de la consultoría en los estándares de la casa pasiva en el país, realizó una modelización energética para la casa usando el programa Passive House Planning Package (Phpp). Este programa permite ajustar los cálculos según el clima, la superficie en pies cuadrados, la orientación respecto al sol y las estrategias de distribución de la luz, ventanas, materiales, etc.
También posibilita la optimización de los costos del cerramiento exterior del edificio así como de su desempeño. Irwin llevó a cabo 76 iteraciones con el programa Phpp antes de empezar la rehabilitación, en agosto de 2009.
Cerramiento hermético
Milburn empezó empleando la Técnica de aislamiento con ecualización de presión dual de sellado (Persist, por sus siglas en inglés) para lograr un cerramiento hermético. Debido a que las construcciones Passive House tienen poca tolerancia a la filtración de aire, también empleó la membrana Grace Ice & Water Shield® en un recubrimiento de madera contrachapada certificado por el Consejo de Administración Forestal (FSC, por sus siglas en inglés), poliestireno expandido R-Tech IV de InsulFoam®, Aerogel Spaceloft, aislamiento de fibra de vidrio mediante el sistema de cubierta soplada|(BIBS, por sus siglas en inglés) de Optima®, barrera de vapor Stego® Wrap y cinta de construcción Super Stick Building Tape™ de Protecto Wrap®.
Después de todo este encerramiento térmico, la casa de campo de O’Neill ahora ostentaba un techo de metal con súper aislamiento R-74 y paredes de R-31. Milburn trajo desde Alemania ventanas nuevas de triple panel de Optiwin® que proporcionaban el mismo aislamiento (R-9) que muchas paredes de construcciones residenciales estándares.
Una vez instaladas las ventanas, se llevó a cabo la primera prueba de hermeticidad para determinar qué tan hermética era la estructura. El equipo quedó perplejo cuando las pruebas realizadas arrojaron este resultado: 0.4 renovaciones de aire por hora, 30 por ciento más de lo requerido por el estándar de la Passive House.
El aporte de Mitsubishi Electric
Para el respaldo de enfriamiento y calefacción, Milburn se decidió por un sistema residencial sin ductos dividido de Mitsubishi Electric Cooling & Heating (Mitsubishi Electric), de Suwanee, Georgia. “A fin de cumplir con los rigurosos estándares Passive House me ha parecido que esta tecnología es la más apta para alcanzar las metas de eficiencia energética”, afirmó Milburn. “Sus sistemas mini split son insuperables en el procesamiento de cargas de enfriamiento y calefacción pequeñas, el coeficiente de rendimiento es grandioso. Los compresores de las unidades interiores y exteriores son tan silenciosos que apenas si se nota que están en funcionamiento”.
“Para las pequeñas demandas de enfriamiento y calefacción de esta casa pasiva, las capacidades mínimas, Btu/h, de este sistema, tanto para refrigeración como para calefacción eran las más bajas del mercado: todos los demás sistemas habrían sido excesivos. Asimismo, nos gustó el hecho de que las unidades sean tan compactas, la unidad externa es del tamaño de una maleta”, aseguró Denton.
Debido a que la ventilación es fundamental para el cerramiento sellado de una casa pasiva, Milburn seleccionó el ventilador para recuperación de energía (ERV, por sus siglas en inglés) de UltimateAir RecoupAerator® como la base del sistema mecánico. Los ductos de los baños, la zona de lavado y la cocina expelen la humedad y los olores antes de que el ERV sustraiga la energía del flujo de aire saliente.
En cuanto a costos de energía...
Desde que Catherine O’Neill se mudó a su nueva casa pasiva y los contadores de servicios públicos empezaron a funcionar, sus cuentas mensuales de gas y electricidad no han llegado, en promedio, a los US$20. Debido a que la casa permaneció desocupada por años, antes de la renovación, no existían datos históricos sobre el consumo de electricidad para establecer una comparación. Sin embargo, la casa logró una reducción del 80% en consumo de energía primaria, en comparación con una casa estándar de California.
Recientemente, la rehabilitación de O’Neill fue seleccionada por el programa Building America del Departamento de Energía como una casa prototípica. Building America emite un conjunto de directrices para estimar los ahorros de energía logrados mediante un paquete de rehabilitaciónes o de una rehabilitación exhaustiva de una casa existente. El reporte sobre la casa de O’Neill expone una serie de condiciones típicas de funcionamiento para crear un modelo de simulación de construcción para comparar el uso de energía en los Estados Unidos antes y después de llevar a cabo una serie de rehabilitaciones.
“Nos complace haber construido la primera residencia pasiva de California y la primera rehabilitación de un edificio, según los estándares de la casa pasiva, de los Estados Unidos”, aseguró Milburn. “Lejos de ser “pasivas”, estas casas representan realmente el futuro de la construcción energéticamente eficiente y la manera más práctica y rentable de reducir nuestro consumo diario de energía. En el día más frío del año, las casas pasivas pueden funcionar con la misma cantidad de energía que se usa para poner en funcionamiento una secadora de pelo. Es un hito impresionante en el movimiento estadounidense del estándar Passive House.”
Hermosa, acogedora y cómoda
“Estoy fascinada con la casa y me siento muy feliz de haber trabajado con un equipo de profesionales tan apasionados y conocedores del diseño Passive House”, expresó O’Neill. “Mi sistema Mitsubishi Electric es increíblemente silencioso, y puesto que soy de constitución delgada, me mantiene calientita, 2 grados por encima del estándar Passive House de 72 grados (Fahrenheit). Lo que más me gusta de mi casa es que aunque es increíblemente ecológica, no tiene la apariencia de uno de esos extravagantes experimentos arquitectónicos. No solo es altamente eficiente en el uso de energía, sino que además es hermosa, acogedora y cómoda”.
Para destacar
Nombre del proyecto: La casa pasiva de O'Neill
Ubicación del proyecto: Sonoma, California.
Fecha de terminación: Octubre de 2010
El equipo
- Propietaria: Catherine O’Neill, Sonoma, California
- Arquitecto: Signum Architecture, Saint Helena, California
- Constructor: PassivWorks, Inc., Vineberg, California
- Consultores del estándar Passive House: Essential Habitat, Fairfax, California
- Ingeniero HVAC: Path2PassiveHouse, Berea, Ohio
- Contratista HVAC: Accell Heating and Air, Napa, California
Estadísticas del proyecto:
- Consumo de energía de calefacción: 1.012 kWh/año
- Carga pico de calefacción: 2.033 W
- Consumo de energía de enfriamiento: 225 kWh/año
- Carga pico de enfriamiento: 1.529 W
- Consumo de energía en la obra: 4.228 kWh/año
- Consumo de energía primaria: 9.098 kWh/año
Ahorro en costos anuales*:
- Ahorro total de energía: US$1.960
- Ahorro en calefacción y enfriamiento: US$901.60
* con relación al promedio de gastos residenciales en energía nacionales definidos por EnergyStar.gov
Reducción total de energía*:
- Energía primaria+: 80%
- Calefacción+: 88%
- Enfriamiento+: 75%
- Fuga térmica: 60%
*en comparación con casas corrientes de California
+fuente: 2004 Residential Appliance Saturation Survey (RASS), California Energy Commission
Equipos del sistema dividido sin ductos instalados
(1) Unidad exterior MUZ-GE12NA
(1) Unidad interior en pared MSZ-GE12A
(1) Controlador remoto PAC Simple MA
