Fisica de las casas pasivas

Física de la construcción aplicada al estándar Passivhaus

La física de la construcción constituye la base técnica imprescindible para alcanzar los criterios del estándar del certificado Passivhaus. Este artículo analiza los principios físicos, los parámetros cuantificables y los métodos de cálculo exigidos, con especial énfasis en lo normado por el Passive House Institute (PHI) y organismos europeos relacionados.

El estándar Passivhaus impone niveles muy rigurosos de eficiencia energética, confort térmico, hermeticidad y control de humedad. Estos niveles sólo se logran mediante un conocimiento profundo de la transferencia de calor, la conductividad, la inercia térmica, los puentes térmicos, la ventilación con recuperación de calor y la hermeticidad al aire. Las normas y guías oficiales del PHI definen criterios cuantitativos medibles.

Principios físicos clave

1. Aislamiento térmico
   El aislante (materiales con baja conductividad térmica, λ) reduce las pérdidas de calor por conducción a través de la envolvente (muros, techos, suelos). Modelos como el PHPP (Passive House Planning Package) requieren especificar valores U (transmitancia térmica) de todos los cerramientos.

2. Puentes térmicos
   Cualquier discontinuidad en los materiales o geometrías (esquinas, encuentros entre cerramientos y estructura, ventanas, forjados) puede provocar pérdidas térmicas. En Passivhaus se exige minimizar puentes térmicos mediante detalles constructivos documentados, y su cálculo debe realizarse explícitamente en el PHPP.

3. Hermeticidad al aire
   El aislamiento físico no basta si la envolvente no está sellada apropiadamente. La tasa de renovaciones de aire a 50 Pa (n₅₀) es una métrica clave: el estándar Passivhaus exige n₅₀ ≤ 0,6 renovaciones/hora para edificios nuevos. Esta hermeticidad disminuye infiltraciones que aumentan la demanda de calefacción o refrigeración.

4. Control de la humedad
   El estándar considera la humedad intersticial y superficial: evitar condensaciones, moho y deterioro requiere estudiar la transmisión de vapor (resistencia al vapor, difusión), así como garantizar una ventilación adecuada. Los criterios oficiales contemplan protección frente a la humedad.

5. Ventilación con recuperación de calor
   Para mantener una buena calidad del aire interior y minimizar pérdidas energéticas por renovación de aire, se usa ventilación mecánica de doble flujo con recuperador térmico. En el cálculo PHPP se considera la eficiencia de recuperación, las pérdidas internas de distribución y los caudales de aire.

6. Inercia térmica y masa específica
   Los materiales con alta capacidad térmica pueden moderar las variaciones de temperatura entre día y noche. En climas mediterráneos esto resulta especialmente relevante para reducir picos de calor. En Passivhaus, aunque la inercia no siempre sea la variable principal, se incorpora en los cálculos del PHPP como parte del comportamiento dinámico del edificio.

Requisitos cuantitativos según organismos y normativa

Herramientas de cálculo y verificación

PHPP y diseño energético

El Passive House Planning Package (PHPP) es la herramienta de referencia para la planificación y verificación energética de proyectos Passivhaus. El PHPP calcula la demanda anual de calefacción, carga máxima, pérdidas por ventilación y efectos de puentes térmicos a partir de los datos de envolvente, instalaciones y condiciones climáticas. Se exige el uso del PHPP para certificación y para optimizar decisiones de diseño temprano.

Ensayos de campo y control de calidad

Además del Blower-Door, se requieren comprobaciones de rendimiento de la ventilación (caudales, eficiencia del recuperador), control de estanquidad en conductos y verificación dimensional de carpinterías. Se propone programación de hitos de control en obra: verificación de capa estanca antes de cerramiento, ensayo de hermeticidad en fase de obra gruesa y certificación final tras finalización.

Integración normativa: PHI vs. CTE

El estándar Passivhaus presenta criterios más exigentes que el Documento Básico DB-HE (Ahorro de Energía) del CTE. En la práctica, la integración entre ambos marcos exige comprobar compatibilidades en: cálculo de demanda, tratamiento de zonas climáticas, y verificación de eficiencia de instalaciones. En proyectos en España, se recomienda documentar el cumplimiento del CTE y justificar adicionalmente los criterios Passivhaus para la certificación PHI.

Aplicación práctica en proyectos

Para aplicar la física de la construcción correctamente en un proyecto Passivhaus en Madrid o entorno similar, se recomienda:

1. 1. Análisis climático detallado: grados-día, temperatura seca y húmeda, radiación solar por orientación, viento dominante.

   2. Selección de materiales con certificación: aislamientos, vidrieras, marcos con alta eficiencia, componentes certificados PHI.

   3. Diseño de encuentros constructivos: secciones donde muros, ventanas, estructura y cerramientos se unan sin discontinuidades térmicas.

   4. Simulación temprana con PHPP para detectar puntos críticos (p. ej. déficit de energía solar, zonas sombreadas, pérdida por ventanas). Ajustes en diseño (orientación, cantos, protecciones solares) antes de la obra.

   5. Control de ejecución: revisión de la calidad de la instalación del aislamiento, sellado de juntas, ejecución del sistema de ventilación, verificación de la hermeticidad con test in situ.

Física vs geometría del Passivhaus

La física de la construcción aplicada al estándar Passivhaus exige rigor técnico y medición. Conceptos como aislamiento térmico, hermeticidad, puentes térmicos, ventilación controlada y cálculo energético mediante herramientas como PHPP son indispensables. La normativa y criterios oficiales del Passive House Institute establecen requisitos cuantitativos muy exigentes, que deben cumplirse desde el diseño hasta la ejecución para lograr edificios de consumo casi nulo, confort elevado y durabilidad estructural y sanitaria.

El uso riguroso de herramientas como PHPP, el cumplimiento de criterios PHI (demanda de calefacción y n₅₀ ≤ 0,6) y la coordinación con la normativa española son elementos clave para conseguir edificios de consumo muy bajo, confort higrotérmico y durabilidad.

En Arquitectos DMDV, estudio de Arquitectura en Madrid especialista en Passivhaus,  confiamos en la sostenibilidad como modelo de la arquitectura y construcción de futuro. Si tenéis cualquier consulta no dudéis en contactar con nosotros, será un placer ayudaros.