Case Study Casa Valdemorillo. 100x100 madera

El promotor quiere una vivienda saludable y eficiente, que cuente con un bajo consumo energético. La utilizará en un principio como segunda residencia, pero con la intención de convertirla en un futuro próximo en su residencia habitual y, quizás, ampliarla más adelante. Se ubica en una parcela en el municipio de Valdemorillo, con vistas a la sierra de Madrid.

La vivienda se proyecta con muros de entramado ligero de madera que se rellenan con 15 centímetros de aislamiento de celulosa natural. Al exterior se acaban con un SATE (sistema de aislamiento térmico exterior) conformado por placas de aglomerado de corcho expandido de entre 4 y 6 cm de espesor recubiertas con una capa de mortero de cal en color blanco.

Instalación del recubrimiento exterior de placas de aglomerado de corcho fijadas mecánicamente al tablero exterior de madera.

La cimentación empleada es tradicional, de zapatas corridas y aisladas de hormigón armado. Sobre dicha cimentación apoya un forjado sanitario de estructura de madera, separado del terreno para permitir un fácil acceso a las instalaciones y evitar la transmisión de humedad por capilaridad. La cámara sanitaria se ventila mediante rejillas ubicadas en los muros perimetrales que la definen. La cubierta es plana, acabada en grava para minimizar los trabajos de mantenimiento de la misma. Al interior, los muros de fachada se trasdosan con placa de yeso laminado, en cuya cámara se incluye una nueva capa de aislamiento térmico compuesta por 4 cm de lana mineral. Se ha cuidado especialmente la estanqueidad al aire de la vivienda, realizándose un ensayo blower door o puerta soplante durante la ejecución de la obra.

La vivienda cuenta con una superficie construida de 75 m² repartidos en salón-comedor-recibidor, dos habitaciones, cocina y baño. Las habitaciones, la cocina y el baño se orientan hacia el nordeste, para que actúen a modo de colchón térmico, mientras que el salón-comedor se orienta hacia el suroeste, con un gran ventanal hacia esta orientación y una abertura menor en la fachada noroeste. Se hace necesario colocar un toldo vertical en el ventanal suroeste del salón-comedor para evitar la incidencia directa del sol durante parte de las tardes de verano. Así se favorece el máximo confort también durante los meses cálidos.

La vivienda ha sido proyectada y construida según los criterios de la arquitectura pasiva. El objetivo es reducir la demanda energética y lograr una edificación de consumo casi nulo. La correcta orientación de la vivienda, las protecciones solares, el espesor del aislamiento térmico de la envolvente, las ventanas de alto aislamiento, la estanqueidad al aire y la ventilación con recuperación de calor consiguen que prácticamente no se requieran sistemas convencionales de climatización.

Estructura

Uno de los problemas más habituales en los muros de entramado ligero son las diferencias de cota que presentan las cimentaciones de hormigón que soportan el entramado, frente a la exactitud de las piezas de madera cortadas mediante control numérico. Para solucionar este desajuste, se realiza sobre la cimentación un murete de ladrillo cerámico tosco perforado. Este muro proporciona el adecuado reparto de cargas y compensa las diferencias de cota de la cimentación, llegando al arranque de la estructura de entramado ligero con exactitud en las cotas y baja tolerancia dimensional. Sobre las zapatas aisladas se construyen igualmente pilares del mismo tipo de ladrillo.

El recrecido de ladrillo sobre la cimentación proporciona un plano nivelado para la ejecución del entramado de fachada.

Uno de los tabiques cumple una función estructural, ya que recoge la carga de una de las vigas de cubierta. Por ello está dimensionado y ejecutado como entramado portante.

Partición de entramado ligero con función estructural.

Forjado sanitario

Las vigas del forjado apoyan sobre el muro perimetral y los pilares de ladrillo. Una lámina impermeabilizante interpuesta evita el paso de la humedad a la estructura de madera. Las viguetas del forjado se apoyan por su canto en los muros perimetrales y en las vigas del forjado. Éste constituirá un forjado sanitario ventilado que evitará la transmisión a la estructura de las humedades del terreno y la acumulación de posibles gases perjudiciales provenientes del terreno.

El apoyo del entramado sobre el muro se protege con una lámina impermeabilizante y una banda elástica.

Muros de entramado

Las piezas del entramado llegan a obra cortadas y mecanizadas. El montaje se realiza en obra, utilizando las viguetas del forjado como apoyos auxiliares. Una vez ensamblada la estructura del entramado en posición horizontal, se iza hasta su posición final y se apuntala mediante viguetas hasta que el entramado esté ensamblado en todo su perímetro y constituya una estructura resistente por sí misma. A continuación se colocan las vigas perimetrales que sujetarán las viguetas de cubierta.

Forjados de cubierta

Está formada por dos vigas: una en el muro de carga interior y otra sobre el paño de fachada que incorpora el ventanal. En la fachada opuesta se coloca una vigueta de apoyo. Sobre las vigas se colocan las viguetas que formarán el forjado de cubierta. En este momento la estructura del entramado presenta una cierta estabilidad dimensional debida a su forma, pero poca resistencia al descuadre en su plano.

Rigidización del entramado

Para aportar resistencia al descuadre al conjunto del entramado es necesario incorporar un elemento que haga las funciones de diafragma. En las estructuras de entramado ligero se usan tableros derivados de la madera colocados en la cara exterior de los cerramientos verticales. Este entramado se rigidiza con SuperPan Tech P5, un tablero desarrollado y patentado por Finsa, con un núcleo de partículas y caras de fibra. El tablero posee mayor rigidez en su plano que otros tableros usados tradicionalmente para esta función, mejorando la resistencia estructural del entramado.

Entrevigado del forjado sanitario

En la parte inferior de las viguetas se fijan unos listones sobre los que se colocan los tableros superPan Tech P5. Estos tableros también se colocan sobre el canto superior de las viguetas, conformando una cámara que se rellena con aislamiento de celulosa inyectado. SuperPan Tech P5 mejora las propiedades mecánicas que ofrecen otros tableros para estas aplicaciones, ofreciendo un mayor módulo de elasticidad y una mejor resistencia a flexión, incrementando las prestaciones del forjado.

Rigidización de la estructura de cubierta

La estructura de vigas y viguetas se rigidiza fijando tableros SuperPan Tech P5 en las caras inferior y superior del forjado de cubierta, formando además la capa resistente que soporta el material de cubierta.

Barrera de vapor

En la cara interior de los muros de fachada y en la cara inferior del forjado de cubierta se coloca una barrera de vapor y se sellan las uniones con cintas adecuadas. Esta barrera evita la posibilidad de que surjan condensaciones intersticiales en la envolvente.

Carpinterías de ventanas y puertas

Se colocan en la capa del aislamiento para reducir el puente térmico. También se colocan cintas expansivas en todo su perímetro para mejorar la estanqueidad entre el cerramiento y la carpintería.

Aislamiento

La sección muestra la gruesa capa aislante que envuelve a la vivienda.

En la vivienda se han empleado, principalmente, los siguientes aislamientos:

-Celulosa insuflada entre los montantes del entramado de fachada; y entre las viguetas en los forjados de cubierta y suelo.

-Placas de aglomerado de corcho en la cara exterior de los muros de fachada.

Ambos tipos de aislamiento térmico ya habían sido empleados con anterioridad por la empresa suministradora del sistema constructivo utilizado en esta vivienda, y su uso fue propuesto por dicha empresa a las arquitectas proyectistas. Éstas dieron el visto bueno a ambos tipos de aislamiento por tratarse de materiales naturales óptimos para la salud, y por presentar buenos valores de conductividad térmica (valores λ de 0,037 W/mK para la celulosa insuflada y de 0,041 W/mK para el aglomerado de corcho.

Estos valores de conductividad, unidos a los espesores empleados, aportan a todos los elementos constructivos (fachadas, cubierta, suelo) unos notables valores de transmitancia térmica.

A la hora de la ejecución se tuvo especial cuidado en el correcto insuflado de la celulosa para evitar huecos sin rellenar en fachadas y forjados, comprobándose la ejecución mediante un ensayo termográfico.

Eficiencia energética

Para conseguir una buena eficiencia energética resulta básica la orientación de la vivienda y de sus elementos acristalados. De este modo se asegura una buena radiación solar de estos elementos durante los meses de invierno y su protección y sombreo, en la medida de lo posible, durante los meses de verano. En este caso, la ubicación y orientación de la vivienda en la parcela atendió, no sólo a consideraciones bioclimáticas y de eficiencia energética, sino también a factores tales como el mejor aprovechamiento de la parcela y las preferencias y necesidades del usuario. Por ello no se pudo adecuar completamente a la orientación óptima desde el punto de vista de la eficiencia energética. En consecuencia, ha sido necesario prever la instalación de un toldo vertical móvil sobre la gran cristalera del salón-comedor-cocina que permita sombrearla durante las tardes de verano, en las que recibirá una cantidad de radiación solar superior a la recomendable.

En el diseño de esta vivienda se tuvieron también en cuenta otros factores. Por un lado, y en primer lugar, se optó por optimizar la transmitancia térmica de la envolvente, con la ejecución de un aislamiento térmico continuo que reduzca al máximo la presencia de puentes térmicos. Los puentes fueron estudiados en detalle mediante la herramienta informática Therm, que permite el cálculo de flujos térmicos bidimensionales. A la reducción de puentes térmicos contribuye también el que la estructura sea de madera, un material de baja conductividad que, si bien no llega a alcanzar valores propios de los materiales aislantes, sí es el elemento estructural con mejor comportamiento térmico.

En segundo lugar, se ha tenido especial cuidado en la elección de las carpinterías y vidrios empleados, para reducir las pérdidas térmicas en los puntos más débiles de las fachadas. Para ello, se ha optado por un triple vidrio 4/16/4/16/4 con un valor de transmitancia térmica de 0,80 W/m²K y un factor solar de 0,50. Las carpinterías escogidas son de madera, con un valor de transmitancia térmica de 1,12 W/m²K.

Detalle de puerta corredera y acristalamiento fijo con carpintería de madera y triple acristalamiento que muestra el sellado de la junta con el forjado.

En tercer lugar se trabajó la estanqueidad al aire del edificio tanto durante la fase de proyecto como durante la fase de obra. Se diseñó una capa estanca que envuelve el espacio habitable de la vivienda. Para asegurar la estanqueidad, se construyó esta capa interior con tableros SuperPan Tech P5, más estancos al paso del aire que otros tableros usados para este tipo de aplicaciones. La dilatada experiencia en construcción biopasiva de la empresa 100x100 Madera, avala el uso de SuperPan Tech P5 cuando las demandas de eficiencia energética son altas y se requiere una alta estanqueidad al aire.

Envolvente exterior estanca ejecutada con tableros SuperPan Tech P5.

Exteriormente los tableros de madera se revisten con tablas de madera fijada a rastreles con lámina impermeable transpirable interpuesta, o bien con placas de corcho sobre las que se aplica un acabado de mortero de cal.

Se cuidó especialmente el correcto sellado de las uniones entre paneles, de los encuentros entre distintos elementos constructivos (fachada con fachada, fachada con suelo, fachada con techo) y de los encuentros con otros elementos, tales como las carpinterías o los pasos de instalaciones. De este modo, se minimizaron las infiltraciones de aire no deseadas, como se comprobó mediante un ensayo blower door.

Envolvente interior de tableros Superpan. Se observa el sellado de juntas con cintas de estanqueidad.

Ensayo blower door de estanqueidad al aire de la vivienda.

Por último, se garantizó una ventilación higiénica eficiente en la vivienda gracias a la instalación de un sistema de ventilación mecánico con recuperación de calor. En invierno, el aire frío que se extrae del exterior para realizar la ventilación higiénica sanitaria, se atempera en el intercambiador mediante el calor recuperado del aire que se extrae de las estancias húmedas (cocina y baño). De este modo, el aire de ventilación limpio y filtrado que se introduce en las estancias secas (salón-comedor y habitaciones) se impulsa a una temperatura que prácticamente es la de confort. En verano el procedimiento es similar, pero en este caso el calor del aire que se toma del exterior se traspasa al aire viciado extraído, consiguiendo reducir de manera significativa la temperatura del aire de impulsión. Mediante este sistema, el aporte de climatización que hay que realizar es mínimo. Como apoyo puntual para los días más fríos y más cálidos, se optó por instalar una pequeña bomba de calor aire-aire.

Ventajas del tablero SuperPan

El material SuperPan Tech P5 fue elegido por dos motivos principales: por la resistencia y rigidez que aporta a la estructura de entramado ligero de madera, y por las prestaciones que ofrece en cuanto a la estanqueidad al aire.

En cuanto a las prestaciones mecánicas, este tablero ha sido ensayado en diferentes pruebas en algunos de los centros de investigación más prestigiosos de Europa (Edinburgh Napier University; CNR-IVALSA en Trento; PEMADE perteneciente a la USC en Lugo, etc.) superando ampliamente las prestaciones de tableros similares, y ofreciendo a calculistas y técnicos el rigor y la seguridad de cálculo necesarias para sus proyectos. En los ensayos destacaron especialmente los valores relacionados con el comportamiento a flexión, rigidez en su plano y comportamiento al sismo.

Con respecto a los valores de estanqueidad al aire del material, la elección de los tableros resultó una apuesta y un acierto en esta obra, pues en el momento en que se tomó la decisión de emplearlos, no se disponía de ensayos de laboratorio que justificaran los valores de estanqueidad al aire. Tras realizar el ensayo de puerta soplante o blower door, los resultados obtenidos fueron óptimos, consiguiéndose un resultado de 0,45 renovaciones/hora para una diferencia de presión de 50 Pascales (siendo los valores exigidos para el cumplimiento del estándar Passivhaus de 0,6 ren/hora a 50 Pa). Esta capa será necesaria para conseguir construir Edificios de Consumo Casi Nulo ECCN, obligados a partir del año 2021 en toda la Unión Europea.

Estudio de arquitectura: Maria Rosa de la Iglesia y Cristina Romero (RC Arquitectura) www.rcarquitectura.com

Soluciones en Madera: Finsa, www.finsa.es

Texto: RC Arquitectura

FINSA en Tectónica