Ficha de proyecto presentada al VI Congreso Edificios Energía Casi Nula
Resumen proyecto
¿Es posible diseñar una vivienda con conceptos bioclimáticos y basada en los principios básicos de las casas pasivas, pero con un carácter de diseño innovador y con una relación fluida con el exterior de la parcela? Tradicionalmente el plantear una vivienda que contemple esos principios de diseño y que resulte visualmente permeable o que cuente con una relación directa con el exterior, ha resultado contraproducente ya que, en esencia, se debe contar con un diseño de forma compacta y con dimensiones de huecos acotados (lo que conlleva la hermeticidad de vistas).
La propuesta es una vivienda unifamiliar Contemporánea (singular, vanguardista y moderna), Pasiva (alta eficiencia energética / EECN) y Ecodiseñada, que se implanta en el terreno en una única planta, integrándose en el entorno y cuyo desarrollo en la parcela responde al estudio de las orientaciones para un óptimo aprovechamiento de la captación solar, así como criterios de funcionalidad y distribución de espacios, que generan una armoniosa relación entre interior y exterior.
Esta vivienda cuenta además con un destacado aspecto vanguardista gracias a la rotundidad de sus formas geométricas y a la materialidad de sus acabados, con texturas y efecto de variación ante la incidencia solar. Partiendo de un entramado estructural sostenible, principalmente de madera, para resolver la envolvente se recurre a un sistema de fachada de paneles de madera contralaminada con trasdosado autoportante interior, con sistema de aislamiento de gran espesor por el exterior. La cubierta cuenta con un acabado vegetal, constituida por plantas tapizantes de bajo mantenimiento que permiten maximizar las ventajas ecológicas.
Con respecto a aspectos ambientales, el desarrollo de proyecto se realiza según criterios de Ecodiseño y apostando por un diseño basado en los principios básicos de la arquitectura pasiva encaminada hacia una edificación de consumo energético “casi nulo”, mediante aislamiento térmico continuo de altas prestaciones en la envolvente, eliminación de puentes térmicos, control de las infiltraciones de aire, ventilación controlada con recuperación de calor, carpinterías de altas prestaciones, optimización de las ganancias solares (de la temperatura interior) y modelización energética.
Los sistemas de aporte directo pasivos se caracterizan por los grandes valores de superficie vidriada al Sur, que cuenta con un voladizo que reduce el impacto solar en los meses de verano. En orientaciones al este y oeste, se albergan unas lamas exteriores para contrarrestar los efectos del sol cuando sea necesario.
Memoria descriptiva
La propuesta edificatoria está basada en los principios básicos del Movimiento Moderno, con un marcado carácter contemporáneo que rompe con la habitual configuración de espacios confinados y con las formas compositivas y estéticas más tradicionales, adoptando sin embargo una respuesta volumétrica y material adaptada al entorno más inmediato. Los espacios interiores son todo lo luminosos y diáfanos posible y disponen de una gran continuidad con los espacios exteriores.
El proyecto se resuelve como un edificio de una única planta sobre rasante integrada en la topografía y una planta sótano. La excavación necesaria para dicha planta se reubica en una topografía artificial formada por bancadas de acero cortén, de manera que la tierra excavada es reutilizada en la urbanización de la propia parcela.
Inicialmente según los intereses del promotor se realiza la siguiente división funcional:
Planta Baja: Espacio de noche en ala este (dormitorio principal con baño y vestidor incorporados, 2 dormitorios secundarios con baño y vestidor incorporados). Y espacio de día en ala oeste (cocina – comedor – estar y zona destinada a habitación de invitados con aseo) y salón en zona central de acceso (hall, salón, aseo y ropero).
Sótano: Resto de dependencias en sótano como son garaje, almacén / trastero y espacios para albergar instalaciones.
En cuanto a las estancias exteriores que completan el programa, se ha dispuesto una primera zona pavimentada y cubierta mediante aleros para la protección solar, en las fachadas Sur y Este, y que cuenta con elementos verticales que lo delimitan visualmente y dan privacidad a las estancias de noche. Comunicado con el comedor interior se encuentra una zona exterior de porche cubierto con una cubierta acristalada. La piscina exterior se sitúa frente a la fachada Sur.
En el resto de la parcela se ha realizado un tratamiento vegetal mediante un uso racional de la vegetación, no requieren de un alto mantenimiento. El cerramiento de la parcela está formado por un cerramiento de acero cortén, con el fin de dar privacidad a la vivienda.
Agentes del proyecto
- Promotor: particular
- Proyectistas: i2G arquitectos
- Dirección Obra: i2G arquitectos
- Otros Técnicos Intervinientes: Luis Miguel Soler (dirección de ejecución)
- Colaboradores: Inargest (estructura hormigón fase Proyecto), Madergia (estructura madera fase Proyecto), Egoin (estructura madera fase obra), Geinor (instalaciones fase proyecto), Alarco (instalaciones fase obra)
- Empresa contratista obra: Construcciones Torla & Tena Proyectos
- Fotografías: Josema Cutillas
Descripción del proyecto
El edificio proyectado desarrolla una volumetría singular, fruto de su adaptación a los condicionantes de parcela, de orientación, de programa y de normativa urbanística. Su envolvente se resuelve en un número reducido de materiales, de colores y de texturas con el fin de buscar un alto nivel de armonía visual y permitir su integración sosegada en el entorno.
La edificación se ha situado en la alineación norte permitida con el fin de cumplir con las restricciones urbanísticas. Cuenta con una forma en planta en ‘’L’’ buscando la mejor orientación en cuanto a soleamiento y vistas. Las fachadas Norte y Oeste son principalmente ciegas consiguiendo una privacidad adecuada del interior de la vivienda, mientras que las fachadas Sur y Este son acristaladas y se abren hacia el jardín privado en el que se sitúa la piscina.
El programa establecido por la Propiedad plantea agotar la edificabilidad permitida por el planeamiento (300m²), quedándose en una superficie de 299,56m² (computada sobre rasante). La propuesta desarrolla el programa de necesidades en un edificio con sótano y planta baja, pudiéndose describir en líneas generales del siguiente modo:
NIVEL -1 [planta sótano]: Superficie construida 140,76 m². Planta destinada a garaje, cuartos de instalaciones y almacén. Esta planta está comunicada con la planta baja a través de una escalera exterior que conduce al acceso principal de la vivienda.
NIVEL 0 [planta baja]: Superficie construida: 299,94 m². Planta destinada a vivienda.
La propuesta se basa en los principios fundamentales de la Arquitectura Pasiva. Básicamente se fusionan los conocimientos adquiridos por la arquitectura tradicional a lo largo de los siglos con las técnicas más avanzadas en confort y ahorro energético. De esta idea ha surgido una edificación con el doble fin de ganar todo el calor solar posible (cuando se desea) y evitar las pérdidas de calor (a las ganancias en verano), para lo cual se ha estudiado tanto el diseño como los materiales empleados y dar así origen a una edificación ahorradora y muy confortable.
Este proyecto ha sido concebido in situ, creado exclusivamente para el enclave donde se sitúa, integrado en su ambiente y respetando el entorno y el paisaje, al cual en ningún momento la edificación resta protagonismo.
Se ha estudiado cuidadosamente la orientación del volumen constructivo con el fin primordial de optimizar la energía incidente de forma natural, fundamentalmente el sol, y así conseguir la mejor climatización invernal posible del edificio. Por todos es sabido que una casa bien aislada pierde la mitad de calor, y si está bien orientada y con aberturas convenientes gana tres veces más energía que una casa convencional, con lo que sumados ambos conceptos es posible gastar seis veces menos energía que en una casa convencional.
Para recoger el máximo de radiación se ha elegido el emplazamiento que recibe un máximo de horas de sol, entre las 9 y las 15 h (hora solar). El volumen alargado según el eje Este-Oeste y ubicado en la parte norte de esta área soleada, expone mayor superficie hacia el sur en invierno, captando más radiación y resultando ser la forma más eficaz de minimizar las necesidades de calefacción en invierno y las de refrigeración en verano. De esta forma también se asegura que las zonas exteriores y jardines reciban un adecuado aporte solar en invierno. La fachada del edificio con orientación Sur exacta crea una relación de radiación invierno/verano del 270%, por lo cual la orientación de este edificio es óptima.
El acceso peatonal a la vivienda se realiza desde la calle norte a través de una cancela integrada en el cierre de la parcela. Una vez en el interior de la finca, una zona pavimentada conduce a un soportal exterior cubierto, protegido de las inclemencias meteorológicas, especie de antesala del acceso al interior de la vivienda. Nada más rebasar la puerta de entrada, se halla un vestíbulo/recibidor provisto de un aseo.
Desde el vestíbulo se accede en primera instancia a una zona de salón, un espacio diáfano y en torno al cual se distribuyen el resto de estancias de la vivienda (dormitorio de invitados, zona de día y zona de noche). Esta zona de salón cuenta con una altura libre mayor al resto de la vivienda, formada por una cubierta con faldones inclinados.
Desde este espacio de salón se accede directamente al dormitorio de invitados con su aseo propio. La iluminación natural se consigue a través de un patio abierto de luz, situado en la esquina norte del edificio, que permite la entrada de luz solar manteniendo la privacidad del dormitorio.
El ala Oeste del edificio incluye el resto de estancias de la zona de día de la vivienda, un espacio diáfano compuesto por cocina, comedor, estar y los cuartos de lavandería y despensa ubicados tras la cocina.
El ala Este incluye la zona de noche, distribuida a través de un pasillo al norte y que da paso a los dormitorios privados abiertos hacia el Sur. En primera instancia se sitúan los dos dormitorios secundarios, ambos cuentan con baño y vestidor privados, y están separados mediante un tabique móvil con el fin de poder convertir las dos estancias en un único espacio. En el extremo este del ala se encuentra el dormitorio principal, en primer lugar, se dispone la zona propia de uso dormitorio desde la cual se accede al espacio destinado a baño y vestidor.
La vivienda además de contar con dimensiones generosas y una altura libre holgada (principalmente 2,75 m, excepto en aseos, vestidores y almacén anexo a cocina donde se reduce a 2.5 m), dispone de amplísimas aperturas acristaladas, orientadas al jardín privado en el que se encuentra la piscina, que establecen un alto grado de continuidad entre el interior y el espacio exterior de la parcela.
Prestaciones del edificio
La sustentación del edificio se resuelve por cimentación superficial mediante zapatas de Hormigón Armado. A nivel estructural, los pilares están formados por perfiles de acero laminado. En cuanto al forjado de cubierta, se resuelve mediante unos elementos mixtos de vigas de madera laminada y paneles (tableros) de madera que combina las ventajas de la prefabricación con el confort proporcionado por el material de la madera, además de constituir una solución constructiva sostenible y de alto espesor de aislamiento térmico gracias al aislamiento incorporado en los intersticios de las vigas de madera. La utilización de este recurso permitirá un mayor grado de industrialización del proceso de construcción del edificio. El forjado entre planta sótano y planta baja se resuelve mediante un forjado de losa maciza de hormigón armado.
Para resolver la envolvente vertical del proyecto se recurre a un sistema de fachada de paneles de madera contralaminada revestidos por el exterior y con un trasdosado autoportante interior. Para el aislamiento de fachada se plantea una solución de sistema de aislamiento por el exterior de alto espesor.
La envolvente horizontal (cubierta) tiene un acabado superior de tierra vegetal no intensiva, cuya vegetación está constituida por plantas tapizantes de muy bajo mantenimiento que permite maximizar las ventajas ecológicas de la cubierta. Para complementar el sistema de aislamiento incluido en la estructura portante de paneles de madera se prevé la colocación de un aislamiento mediante poliestireno extruido en continuo bajo la impermeabilización.
Se da cumplimiento a los parámetros en los que se basa el enfoque hacia una casa pasiva: incremento de aislamiento, eliminación de puentes térmicos, control de las infiltraciones de aire, ventilación controlada mediante recuperadores de calor, carpinterías de altas prestaciones, optimización de las ganancias solares y de la temperatura interior y modelización energética.
Las principales características de esta casa pasiva son las siguientes: Óptimo aislamiento térmico (Aislamiento de todas las superficies opacas, incluyendo el suelo, creando una cubierta completamente estanca), Prevención de la formación de puentes térmicos (Tanto en la planificación del proyecto como en la extraordinaria calidad de todos los detalles), Estanqueidad (Se evitan, en la medida de lo posible, las infiltraciones indeseadas de aire), Acristalamiento con protección térmica (Ventanas de triple acristalamiento y marcos altamente aislantes que se integran en la capa aislante) y Ventilación activa (Mediante la alimentación permanente de aire fresco y la eficaz recuperación de calor del aire de escape).
Los sistemas de aporte directo pasivos se caracterizan por los grandes valores de superficie vidriada al Sur. Para reducir el impacto solar en los meses de verano se sombrea esta galería con un voladizo horizontal fijo, siempre de saliente igual o superior a una cuarta parte de la altura. Esta simple proyección horizontal opaca situada al exterior encima de la galería es un sistema efectivo para sombrear el vidrio al Sur.
En todo caso, donde no se pueda garantizar este sombreamiento necesario al 100% en verano, casuística que acontece sobre todo en orientaciones al este y oeste, se albergan unas lamas exteriores (plegables y regulables) para contrarrestar los efectos del sol cuando sea necesario
Entre los sistemas o “aspectos activos”, la vivienda cuenta con un sistema de ventilación mecánico que incorpora una recuperación del calor del aire con grado de aportación de calor (entorno al 90%), que va acompañado de una batería de agua fría para hacer frente a los “picos” de calor respectivamente.
Así como cuenta con una calefacción a baja temperatura mediante bomba de calor geotérmica con un elevado COP>4. Este sistema de calefacción por suelo radiante será a su vez refrescante/refrigerante durante los meses cálidos.
A continuación, se mencionan otras medidas adoptadas en el proyecto con el fin de conseguir la máxima sostenibilidad.
- Reubicación de tierras excavadas en la urbanización de la parcela (en la topografía artificial realizada con bancadas vegetales y el cierre de parcela natural).
- Agua caliente sanitaria y sistema de apoyo de climatización mediante la instalación una de bomba de calor de alta eficiencia utilizando la energía renovable de la geotermia.
Memoria constructiva
Sustentación del edificio y sistema estructural
- Cimentación en planta baja: Zapatas corridas o aisladas con vigas centradoras, con pozos de cimentación de unos 2.8 m sobre gravas limo arenosas.
- Cimentación en planta sótano: Mediante zapatas corridas sobre gravas limo arenosas.
- El edificio se compone formalmente por dos prismas rectangulares, que se unen formando un ángulo obtuso en planta, abierto hacia el Sur de la parcela.
- La planta sótano, se resuelve con muros de hormigón armado.
La estructura de planta baja se compone de pilares de acero y el resto de la estructura correspondiente a la conformación de la vivienda, superficie de cubierta y aleros, se proyecta en madera y se resuelve mediante vigas de madera laminada y tableros de madera para la conformación de los cierres superior e inferior de forjado de cubierta y en especial para el conjunto completo de la formación de aleros.
En esencia se ha propuesto un orden principal de cordón perimetral de vigas de madera laminada. Un orden secundario mediante cajón estructural con nervios ortogonal al orden primario, relleno de aislamiento y cerrado mediante tablero inferior y tablero superior. Los voladizos o aleros se resuelven alineados en los ejes del orden secundario anterior, mediante nervios de panel, empotrados al orden principal y triangulando la superficie con tablero inferior y tablero superior.
Sistemas de envolventes y acabados
- CUBIERTA: Se trata de una cubierta con estructura de cabios de madera y grandes vuelos conformados mediante paneles (tableros conformando “costillas”) para su conformación, como prolongación de las vigas/cambios de soporte y sustentadas en una viga perimetral de madera de gran canto. La cubierta, es plana casi en la totalidad de la superficie, contando con un pequeño levante coincidente con la zona de salón en la que cuenta con tramos inclinados. Sobre y bajo los cabios de madera que conforman su estructura y dispuestos cada poco, con aislamiento entre ellos, se dispone un tablero de madera, todo ello recubierto y sellado mediante una barrera de vapor, para después realizar la formación de pendientes con mortero aligerado. Sobre ello se coloca el panel aislante de poliestireno extruido, espesor 60 mm, que se cubre con lámina impermeabilizante de PVC. Sobre este paquete se dispone la cubierta vegetal (sedum) colocada sobre una manta retenedora de humedad, así como en otras zonas puntuales relleno de grava. Entre cabios se insufla aislamiento de celulosa, espesor 400 mm.
- FACHADA: Para la elección de materiales de envolvente y acabados se ha tenido en cuenta la relación con el entorno natural de la zona, buscando una integración en el mismo mediante el uso de materiales, colores y texturas cálidos en tonos de colores en la línea ocre (terrizo). El sistema completo está compuesto por: SATE (Acabado en revoque con EPS grafitado de espesor 180 mm) + Soporte (Panel contralaminado de madera CLT de 80mm), Trasdosado interior autoportante libre (12.5+12.5 + 70) con lana mineral.
- CARPINTERIAS EXTERIORES: Las carpinterías se desglosan en distintas tipologías en función de la fachada donde se colocan o del recinto que iluminan. En su colocación se implanta una junta de estanqueidad perimetral a base de cinta expansiva multifunción precomprimida, sellados mediante Espuma elástica y Lámina adicional de estanqueidad al aire. Los acristalamientos son Triple acristalamiento con dos vidrios de baja emisividad y con intercalario Warm Edge.
- PROTECCIONES SOLARES: Para garantizar la protección solar activa de los huecos de fachada orientados hacia el Sur y Este se procede a la colocación de persianas venecianas exteriores guiadas por cable y motorizadas, con control de soleamiento y viento. En los huecos de fachadas Norte y Oeste se dispone un sistema de celosías exteriores en acabado revoque como el resto de fachada.
- SUELO GENERAL VIVIENDA: La composición de los suelos en el interior de la vivienda en general es la siguiente: Sobre el forjado de hormigón doble panel aislante de poliestireno extruido XPS (espesor 140 mm), Sistema de calefacción por suelo radiante/refrigerante, que conlleva panel portatubos aislante (espesor 20 mm), y Pavimento de gres porcelánico.
Sistemas de acondicionamiento e instalaciones
Calefacción, refrigeración y ventilación
Consta de un sistema de generación de calor/frío mediante bomba de calor con sistema de geotermia para climatización por suelo radiante y generación de ACS (la producción de ACS es por acumulación) y un sistema de ventilación de doble flujo con recuperador de calor y batería de post-tratamiento.
El sistema de calefacción está compuesto por una bomba de calor mediante sistema de geotermia, que se fundamenta en el aprovechamiento de la temperatura del terreno, para climatizar la vivienda a través de instalación de suelo radiante/refrigerante por tubería de agua colocada sobre paneles aislantes y embebida en el recrecido de los suelos. Se ha previsto una zonificación del edificio que tenga en cuenta la orientación y el horario de funcionamiento de los distintos recintos que lo componen.
Básicamente, el sistema se compone de los siguientes elementos:
- Sistema de ventilación mecánica controlada. La instalación de un sistema de ventilación, renovación y recuperación con post-tratamiento, se compone de un recuperador de calor de doble flujo a contracorriente de altísima eficiencia con intercambiador entálpico (by-pass para free-cooling y eficiencia media certificada 95%) y se complementa con una batería de agua como post-tratamiento, para el aporte de potencia de frío.
- Sistema de calefacción / ACS. Consta de un sistema de captación geotérmica vertical que aporta energía a una bomba de calor geotérmica que impulsará agua al sistema de suelo radiante en todos los locales calefactados. La captación geotérmica consta de una perforación vertical (150 metros) ubicada en el exterior de la vivienda. La bomba de calor seleccionada tiene una potencia térmica suficiente para abastecer la totalidad de la demanda energética del edificio a plena carga. La instalación contiene dos depósitos de acumulación uno parar calor (con posibilidad de producción de ACS de forma instantánea) y el otro para frío. El sistema se complementa con cinco captadores solares ubicados en la cubierta plana del edificio. Pudiendo aportar calor bien al depósito de acumulación de calor para el ACS instantáneo o calefacción, bien a la piscina que será transferida mediante un intercambiador de calor. El sistema de calefacción proyectado para la vivienda utiliza como elemento emisor un sistema por suelo radiante/refrigerante. Frente a otro tipo de emisores para el acondicionamiento térmico de locales, este sistema presenta como ventaja fundamental una menor temperatura del fluido caloportador lo que lleva a utilizar sistema de generación térmica de menor consumo energético y más respetuoso con el medio ambiente. La calefacción por suelo radiante, al ser un sistema de baja temperatura, es muy adecuado para las instalaciones de generación de calor mediante bomba de calor geotérmica, consiguiéndose una mayor eficiencia energética a la vez que un adecuado confort para el usuario de la vivienda. Además, genera una mayor sensación de bienestar debido a la radiación calorífica uniforme en todas las direcciones proporcionando un mejor nivel de confort térmico y la ausencia de emisores terminales aumenta el espacio disponible y la estética de los espacios acondicionados. La disposición de la tubería se ha realizado de tal forma que se consigue un buen reparto del calor/frío por toda la superficie, mediante distribución en espiral extendiendo el tubo desde los límites exteriores de cada habitación hacia el centro dejando distancia de separación para el retorno del tubo. Este tipo de geometría es la más adecuada para conseguir una temperatura homogénea en la superficie radiante. Se ha previsto paso tubo de 10 cm para más eficiencia (menor temp. impulsión) y respuesta más rápida.
- Sistema de regulación y control. La instalación de climatización de la vivienda en su totalidad esta domotizada y cuenta con sensores de temperatura, humedad y CO2. Se crea un clima que se ajusta a cada ocasión que se desee. Y puede constantemente adaptarse a la actividad que se realiza en la estancia: persianas, cortinas, particiones, calefacción/refrigeración. Al sistema se le ha añadido una estación meteorológica para poder prever inclemencias meteorológicas y controlar los elementos motorizados como protección.
Iluminación
La instalación está excluida del ámbito de aplicación de la exigencia del DB HE apdo. 1.1 y 1.2 sección 3, si bien en toda la instalación interior y exterior se han empleado luminarias de bajo consumo Led, cuyo funcionamiento está domotizado. Se han sustituido los clásicos interruptores de luz y dimmers por un concepto de iluminación que regula todo perfectamente para la vivienda a través de sensores, pantallas táctiles y teclados, integrado en el sistema domótico.
Automatización y control
Se ha realizado la integración domótica, integrada en sistema KNX, en los siguientes ámbitos: Iluminación, Persianas y motorizaciones, Climatización, Alarmas técnicas y seguridad, y Gestión domótica.
Energías Renovables in situ
Geotermia y energía solar térmica.
Presupuesto y viabilidad económica
Reservado.
Cumplimiento DB-HE ahorro de energía
Se consigue una casa eficiente con cerramientos exteriores (envolvente) con un Coeficiente de Trasmisión Térmica de:
- Cubierta 0,10 W/m²K [< 0,25 W/m²K]
- Muro de Fachada 0,12 W/m²K [< 0,30 W/m²K]
- Ventanas varias entre 0.77 – 1.02 W/m²K [≤ 1,2 W/m²K]
- Suelo 0.15 W/m²K [< 0,35 W/m²K]
Calificación Energética:
Imágenes proyecto
