Casa de paja y etiqueta Minergie: análisis del cálculo térmico

Para nuestro proyecto de casa de paja en Broye Fribourgeoise, encargamos al estudio de ingeniería Perenzia la realización del estudio térmico necesario para obtener el permiso de construcción. El expediente oficial concluye que hubo incumplimiento del criterio Minergie.

El punto principal se refiere al modelado de la ventilación: según el cálculo normativo, el índice energético global se mantiene por encima del límite de admisión de la etiqueta.

Desde este estudio, nuestro proyecto ha evolucionado aún más. Hemos pasado de una técnica clásica de marco de madera relleno de paja a un innovador sistema de pajita transportadora. Esta evolución, desarrollada específicamente para este proyecto, permite prescindir de una estructura masiva de madera, maximizando así la proporción de aislamiento natural en el espesor de la pared.

El objetivo de este artículo es verificar las cifras del informe y evaluar el efecto de un supuesto de ventilación más bajo, ya documentado en los anexos de cálculo.

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1. El informe oficial: 42,6 kWh/m², ¿qué significa eso?

Basamos nuestro análisis en el informe térmico oficial (SIA 380/1) y la forma energética (EN-101b) establecido por Perenzia en octubre de 2023 [^1]. Aunque nuestro sistema de construcción ha evolucionado desde entonces hacia el uso de paja, estas cifras siguen siendo un orden de magnitud confiable y conservador.

Según este informe:

• Necesidad de calefacción calculada (Q_H): 42,6 kWh/m² al año.
• Legislación (MoPEC): validada. El límite legal es 65,3 kWh/m². Nuestra casa cumple en gran medida con la legislación suiza vigente.
• Minergie Label: no alcanzado. El índice energético general, denominado MKZ (Minergie-Kennzahl), alcanza 78,1 kWh/m², mientras que el límite de admisión para nuestro edificio es 63,6 kWh/m².

Nota técnica: MoPEC vs MKZ

• El MoPEC es el marco jurídico cantonal armonizado. Establece un límite único (aquí 65.3) basado principalmente en la calefacción.
• El MKZ es el índice de etiquetas de Minergie. Es más estricto y específico para cada edificio: añade calefacción, agua caliente y electricidad para auxiliares, todo ello ponderado por la fuente energética. El límite de 63,6 kWh/m² se adapta a la compacidad de nuestra casa. Para el estándar más alto Minergie-P, este límite se reduciría aún más hasta alrededor de 45 kWh/m².

El informe destaca un ítem muy penalizador: ventilación. El proyecto se modela sin instalar ventilación de confort (ventilación principal mediante apertura de ventanas), con una tasa de renovación de aire normativa. Sin embargo, el expediente técnico menciona ocasionales respiraderos de extracción en los WC. En el cálculo del SIA 380/1, la hipótesis de renovación de aire mantenida sigue siendo alta y sin recuperación de calor, lo que aumenta considerablemente las pérdidas por ventilación y, a su vez, el índice MKZ.

Por tanto, lo que hay que comprobar es la diferencia entre este escenario normativo y un escenario con flujo de aire reducido.

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2. Distinguir claramente QH y MKZ

Para evitar confusiones, hay que separar dos indicadores diferentes:

• Q_H (SIA 380/1): necesidad de calor sólo para calefacción (kWh/m²·año).
• MKZ (Minergie): índice global de etiquetas (calefacción, ACS y auxiliares, con ponderaciones).

El informe confirma simultáneamente:

• Q_H = 42,6 kWh/m²·año (cálculo básico).
• MKZ = 78,1 kWh/m² año, para un límite de admisión Minergie de 63,6 kWh/m² año.En otras palabras: el proyecto respeta el límite legal de calefacción del MoPEC, pero no respeta el criterio MKZ de la etiqueta Minergie.

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3. Efecto del flujo de aire en la relación.

El mismo informe contiene dos escenarios de cálculo del SIA 380/1, con idéntica geometría y envolvente, que sólo se diferencian en el flujo de aire térmicamente activo (“qth”):

• Escenario básico: qth = 0,7 m³/(h·m²)
• Variante del informe: qth = 0,3 m³/(h·m²)

Los resultados indicados en los balances son los siguientes [^1]:

Indicador de calefacción (SIA 380/1)	qth = 0,7	qth = 0,3
Pérdidas por transmisión Q_T	58,0	57,5
Pérdidas de ventilación Q_V	21.1	9.0
Contribuciones (Q_i + Q_s)	~51,0	~50,1
Necesidad de calefacción Q_H	42,6	32.1

Por lo tanto, la cifra 57,5 kWh/m² proviene directamente de la línea “total” de la tabla “balance de calor con flujo de aire térmicamente activo (Qh,eff)” para la variante qth = 0,3.

El cálculo del SIA 380/1 utilizado es:

[ Q_H = (Q_T + Q_V) - \eta_g \cdot (Q_i + Q_s) ]

donde η_g es el factor de utilización de la contribución (porcentaje de las contribuciones internas y solares realmente utilizadas para reducir la calefacción). Este factor no es del 100%: depende del balance térmico mensual, de la temporada y del nivel de pérdidas.

Usando los valores del informe:

• Caso qth = 0,7:
  42,6 = (58,0 + 21,1) - η_g × 51,0
  por lo tanto, η_g ≈ (79,1 - 42,6) / 51,0 ≈ 0,716 (consistente con ~0,71–0,73 mostrado según las zonas).
• Caso qth = 0.3:
  32,1 = (57,5 + 9,0) - η_g × 50,1
  por lo tanto, η_g ≈ (66,5 - 32,1) / 50,1 ≈ 0,687 (consistente con ~0,68–0,70 mostrado según las zonas).

Esto explica por qué la caída de Q_H no es estrictamente igual a la caída de Q_V: cuando cambia el flujo de aire, el software también recalcula el uso efectivo de los suministros mediante η_g.

Lo que podemos concluir claramente:

• Pasar de qth = 0,7 a qth = 0,3 reduce enormemente las pérdidas por ventilación (Q_V) y reduce Q_H en 10,5 kWh/m²·año.
• Esta conclusión se refiere a la necesidad de calefacción (Q_H), no directamente a MKZ.
• Las pequeñas diferencias en Q_T y Q_i+Q_s entre las dos tablas provienen principalmente del redondeo y del modo de agregación mostrado por el software.

3.1 Estimación de MKZ con qth = 0.3 (indicativo)

El archivo no proporciona un MKZ oficial recalculado para qth = 0,3, pero podemos hacer una estimación consistente a partir de los datos EN-101b:

• Q_H pasa de 42,6 a 32,1 (es decir, -10,5 kWh/m²·año).
• Q_ww (agua caliente) se mantiene en 13,9.
• Participación de calefacción en (Q_H + Q_ww) en el caso base: 42,6 / (42,6 + 13,9) = 75,4%.
• MKZ básico: 78,1.

Aplicando la reducción de 10,5 kWh/m² sólo al componente de calefacción de la MKZ, la estimación arroja una MKZ de alrededor de 67–68 kWh/m²·año.

Este valor es orientativo (no es un valor certificable), pero permite comparar órdenes de magnitud.

Respecto a Minergie-P:

• Con ventilación principalmente manual, el proyecto no entra dentro del marco de certificación esperado por Minergie/Minergie-P ¹.
• La cuestión relevante aquí es, por tanto, la comparación de rendimiento, no la obtención de la etiqueta.
• En solo calefacción (Q_H), la variante qth = 0,3 da 32,1 kWh/m²·año, es decir, un orden de magnitud bajo y comparable a edificios muy eficientes.- En el índice global de Minergie (MKZ), la estimación en qth = 0,3 se mantiene alrededor de 67–68 kWh/m²·año, por lo tanto, por encima del límite de Minergie (63,6) y por encima de un nivel de Minergie-P típicamente cercano a 45.

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4. Más allá de la calefacción: el verdadero equilibrio ecológico

Incluso con un margen de incertidumbre sobre las cifras exactas de calefacción, la ampliación de la visión confirma la relevancia del enfoque.

Criterio	Construcción estándar / Minergie “clásico”	Nuestro caserío en paja de carga
Enfoque energético	Sistemas vía alto rendimiento (PAC, doble flujo VMC)	Alto rendimiento por envolvente (espesor, inercia)
Producción de energía	A menudo débil o simplemente suficiente	Positivo (32 paneles fotovoltaicos + solar térmica)
Huella de carbono (construcción)	Positivo (hormigón, acero, emisiones de aislamiento industrial) 2	Negativo (sumidero de carbono: paja + madera local, sin hormigón)
Sistemas técnicos	Complejos (mantenimiento, filtros, electricidad dedicada)	Simple (100% manual, sin máquinas)
Gestión de la humedad	Mecánico (se requieren extractores)	Natural (paredes respirables + ventilación manual)
Calidad del aire	Filtrado (cuidado con la sequedad y el mantenimiento de los conductos)	Natural, higrorregulado, 0 COV

El enfoque clásico de Minergie compensa a veces el aislamiento “estándar” con sistemas técnicos muy eficientes (alta tecnología). Nuestro enfoque es baja tecnología: nos centramos en grosor y material. Al utilizar mucha paja (recurso local y renovable) y madera, logramos un alto rendimiento térmico minimizando la energía incorporada. Además, nuestra técnica de soporte de paja elimina la estructura secundaria de madera, optimizando aún más la huella de carbono.

La ausencia de hormigón (cimientos sobre pilotes de tornillos de acero) es un punto decisivo: siendo el hormigón una de las principales fuentes de emisiones de CO₂ en la construcción, su eliminación permite que la paja y la madera desempeñen plenamente su papel de sumideros de carbono, lo que hace que el balance global de la construcción sea negativo.

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5. Conclusión

Etiquetas como Minergie siguen siendo una referencia útil para objetivar la eficiencia energética de los edificios.

Sin embargo, hoy están mostrando sus límites para ciertos proyectos de baja tecnología. En nuestro caso, el cálculo es muy sensible a la hipótesis del flujo de aire: la transición de qth=0,7 a qth=0,3 reduce significativamente la necesidad de calefacción, lo que el informe destaca claramente.

El archivo muestra que el mismo edificio puede mostrar resultados significativamente diferentes dependiendo de la hipótesis de ventilación utilizada.

• Una envolvente de altas prestaciones confirmada por el expediente (paredes bajas en forma de U, pérdidas de transmisión controladas).
• Una necesidad de calefacción que puede ir de 42,6 a 32,1 kWh/m² en función del caudal de aire retenido en el modelo.
• Una huella de carbono negativa (gracias a la ausencia de almacenamiento de hormigón y paja/madera).
• Óptima salud (gestión natural de la humedad, sin COV, sin corrientes de aire mecánicas).
• Resiliencia total (sin dependencia de la electricidad para la ventilación, sistemas simples y duraderos).

Este punto no sustituye a la certificación: permite una comparación técnica coherente del rendimiento de la calefacción con la ventilación razonada.

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Referencias y fuentes[^1]: Perenzia Ingénieurs Sàrl. Justificación térmica SIA 380/1 y formulario EN-101b – Proyecto de aldea familiar, Surpierre. Octubre de 2023. Documento privado (inédito). Valores de archivo: Q_H = 42,6 kWh/m²·año (cálculo básico, qth=0,7), Q_V = 21,1 kWh/m²·año, Q_H,eff = 32,1 kWh/m²·año (variante qth=0,3, con Q_V = 9,0), MKZ = 78,1 kWh/m² año, límite de admisión 63,6 kWh/m² año.

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_Análisis basado en el informe térmico SIA 380/1 elaborado por Perenzia Ingénieurs (octubre de 2023) para la solicitud del permiso de construcción. Desde entonces, el proyecto ha evolucionado hasta convertirse en una innovadora técnica de transporte de paja, lo que confirma la tendencia hacia un alto rendimiento energético y la reducción de la huella de carbono.

Footnotes

1. Minergie — Lesstandards Minergie 2023 (FR); Guía de aplicación de los estándares Minergie / Minergie-P / Minergie-A, versión 2023.1 (PDF) (alemán, documento de referencia sobre MKZ, los requisitos por estándar y ventilación). Nuestra comparación sobre el papel (MKZ, umbrales) y el papel de la ventilación para la certificación se basa en estas fuentes, no en una medición del consumo real de Minergie-P para nuestro sitio. ↩

2. KBOB — Datos del equilibrio ecológico en la construcción (Confederación Suiza). Base para comparar emisiones (incluidos los GEI) de materiales a lo largo del ciclo de vida: útil para contextualizar el impacto del hormigón o el aislamiento industrial en relación con los materiales de origen biológico mencionados en el § 4. ↩