El sistema de calefacción y refrigeración de superficie de aquatherm proporciona una climatización adecuada en el primer edificio de viviendas impreso en 3D de Alemania.
En Beckum, Renania del Norte-Westfalia, se ha construido probablemente el edificio de viviendas más innovador de Alemania en la actualidad: una casa unifamiliar de dos plantas y unos 160 metros cuadrados de superficie habitable, que no se construyó con métodos de construcción convencionales, sino mediante una impresora 3D de hormigón, lo que la convierte en la primera de este tipo en Alemania. El proyecto, que recibió 200.000 euros de financiación del estado de Renania del Norte-Westfalia dentro de su programa de apoyo a la "Construcción innovadora", debía completarse con una tecnología de construcción innovadora. Por ello, se decidió utilizar un sistema especial de calefacción y refrigeración de superficies que proporciona la climatización adecuada para el edificio.
El edificio fue impreso por Peri GmbH. Se utilizó una impresora de pórtico: el cabezal de impresión se desplaza a lo largo de tres ejes sobre un bastidor metálico instalado permanentemente. Sólo dos personas manejaron la impresora; el cabezal de impresión y los resultados de la impresión se controlaron mediante una cámara. Para un metro cuadrado de pared, la impresora necesitó unos 5 minutos. La construcción de la casa consta de paredes de tres cuerpos, que se rellenaron con masa aislante. Durante el proceso de impresión, la impresora ya tenía en cuenta las líneas y conexiones que se colocarían más tarde. Esta innovadora tecnología no sólo ahorra una cantidad de tiempo considerable en comparación con los métodos de construcción convencionales, sino que también reduce significativamente el consumo de recursos. Por ejemplo, la colocación precisa del mortero a presión puede reducir la cantidad de material utilizado para los muros hasta en un 50% en comparación con otras construcciones de muros macizos. Además, esta tecnología permite una mayor libertad en el diseño del edificio. El edificio fue proyectado por MENSE-KORTE ingenieure+architekten de Beckum, el cliente es Hous3Druck UG.
Registros de tuberías integrados cerca de la superficie en techos prefabricados
El techo de la casa se fabricó con elementos prefabricados de hormigón en la empresa B. Lütkenhaus GmbH de Dülmen. Esta empresa forma parte del grupo Syspro Betonbauteile e.V., una asociación de empresas innovadoras del sector de los prefabricados para formar una comunidad de calidad. "Nuestras empresas miembros fabrican ahorrando recursos mediante procesos de producción totalmente automatizados y optimizados con la tecnología de instalaciones más moderna", comenta el director gerente de Syspro, Dr. Thomas Kranzler. "Junto con la optimización constante del uso de materias primas y las formulaciones de hormigón, esto da como resultado componentes de construcción que cumplen con creces todos los requisitos no sólo en términos constructivos, sino también en términos de apariencia y sostenibilidad." Este es también el caso del techo climático Syspro utilizado en la casa 3D, que es una losa de hormigón prefabricado con un suplemento de hormigón in situ que contribuye estáticamente. La particularidad: la instalación del sistema de calefacción y refrigeración de superficie aquatherm black de aquatherm se realizó cerca de la superficie, entre las vigas de celosía, directamente sobre la capa de armadura inferior de las losas de los elementos. De este modo, los serpentines de calefacción/refrigeración quedan protegidos de daños en la obra una vez hormigonadas las losas de los elementos. De este modo, se crea un elemento de construcción térmicamente activado, ya que el sistema de calefacción y refrigeración por paneles permite un clima agradable y uniforme, sin convección ni corrientes de aire, y total libertad en el diseño de estancias abiertas y modernas.
Fabricados en polipropileno plástico resistente a la corrosión, los registros no calientan el aire, sino los objetos, el suelo, las paredes, los muebles... todo lo que hay en las habitaciones. Para ello, el sistema se instala en el techo y lo calienta suavemente hasta alcanzar temperaturas de hasta 26 °C. Ahora, la energía se libera en la habitación en forma de radiación térmica. Allí donde la radiación de calor alcanza los objetos, éstos se calientan. La temperatura del aire medida con este tipo de calefacción puede ser unos 3 °C inferior a la de los calefactores de convección, debido a la radiación uniforme de calor de las superficies envolventes de la habitación: el termómetro marca 20 °C y la sensación es de 23 °C. Esto favorece el bienestar y también ahorra alrededor de un 18% de energía.
La instalación en el techo también ofrece ventajas sistémicas para la refrigeración pasiva: a diferencia de los sistemas de aire acondicionado convencionales, que extraen el calor de la habitación mediante la operación de ventilación con movimiento de aire, los techos climáticos disipan principalmente la carga de refrigeración de la habitación mediante radiación. Con la excepción del intercambio de aire parcialmente necesario desde el punto de vista higiénico a través de este proceso, las corrientes de aire se excluyen o se reducen al mínimo.
Gran capacidad de calefacción y refrigeración
Gracias a la reducida distancia de colocación de los tubos de registro y a la alta densidad de superficie por metro cuadrado de los paneles aquatherm black, el sistema puede funcionar con temperaturas de impulsión inferiores a las de la calefacción convencional o superiores a las de otros sistemas de refrigeración y, en combinación con su rápida reactividad, permite un funcionamiento especialmente eficiente y con ahorro de energía en condiciones cambiantes. La bomba de calor aire/agua de alta eficiencia (Coeficiente de Rendimiento de hasta 5,0 - según EN 14511 a A7/W35 °C) utilizada en la casa 3D con bajas temperaturas de flujo ofrece unas condiciones perfectas para el sistema de calefacción/refrigeración.
aquatherm black se fabricó según los deseos del cliente en tamaños de 24 cm x 60 cm hasta 48 cm x 500 cm en la fábrica principal del grupo de empresas aquatherm en Attendorn, en el sur de Westfalia. Se utilizaron un total de 97,4 m² de registro. Esto corresponde a una ocupación del edificio de alrededor del 60% y, por tanto, a una superficie de ocupación baja, que sin embargo es suficiente para calentar y refrigerar el edificio de forma eficaz. Los registros ya estaban equipados de fábrica con un sistema óptico de control de fugas. Así, en la empresa Lütkenhaus sólo hubo que insertarlos en los forjados prefabricados que se iban a colar. Los registros se dispusieron especialmente en los techos de filigrana para poder garantizar una profundidad de perforación de unos 2,5 cm para las opciones de instalación posteriores. Esto permite fijar fácilmente, por ejemplo, lámparas o perfiles en C de paneles de yeso. "Gracias al diseño funcional del aquatherm black con baja distancia de instalación y estructura en forma de arpa, la energía térmica puede transferirse de manera uniforme y eficiente tanto en modo de calefacción como de refrigeración. Como resultado, el calor y el frío pueden distribuirse uniformemente. Así, en combinación con la baja pérdida de presión del sistema, conseguimos altas capacidades de calefacción y refrigeración", explica Marius Bock, jefe de producto de aquatherm black. Más tarde, en la obra, los elementos prefabricados individuales del techo sólo tuvieron que conectarse entre sí. La conexión del sistema aquatherm black fue realizada por Heinrich Kriener GmbH & Co. KG de Beckum.
