Vivienda bioclimática en Burgos, España

Vivienda bioclimática en Burgos, España
Edificio Envite, Valladolid

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jueves, 8 de junio de 2017

REFUGIO  RECICLADO Y ADAPTABLE



Una cabaña basada en palés reciclados, con gran versatilidad. Edificación de baja energía incorporada. Reducción de los impactos derivados de los materiales de construcción.


EL SISTEMA:
Se realizan muros y cubiertas en los que los palés forman parte de un sistema de membrana o muro de carga ligero en combinación de la madera aserrada. Se consiguen secciones resistentes considerables usando muy poca madera aserrada, que funciona también como conector de los propios palés. Las soleras también se realizan con palés, sin ningún fin estructural.
También se pueden ejecutar forjados sanitarios e incluso forjados de planta.
El sistema ideado para el cerramiento está inspirado en el "balloon frame" tradicional en Norteamérica.

LOS GRADOS DE ADAPTACIÓN:
- Adaptación a los materiales reciclados existentes: si bien los materiales principales son los palés reciclados y la madera aserrada, el resto de materiales de la envolvente pueden ser muy variados, aprovechando los materiales reciclados disponibles en cada momento y en cada lugar.
- Adaptación a las necesidades de tamaño y diseño: Modularidad y libertad de composición. Algunos ejemplos.
- Adaptación al clima: las soluciones de cerramiento y cubierta, si bien se basan siempre en la creación de diafragmas compuestos de palés y pequeñas escuadrías de madera, pueden diferir en función de la severidad climática. En climas tropicales pueden incluso dejarse desnudos, mientras que en climas fríos es preciso rellenarlos de aislamiento, impermeabilizarlos, hacerlos estancos y dotarlos de barrera de vapor. El sistema modular también permite cambiar la posición y tamaño de los huecos, permitiendo diseños bioclimáticos muy versátiles.
- Adaptación al uso: tanto pueden ser cabañas de montaña como de playa, casetas de aperos, viviendas provisionales o refugios de emergencia. Una virtud del sistema es que su simplicidad permite la autoconstrucción.

EL PROTOTIPO:
Se ha realizado un prototipo en Villalar de los Comuneros, por encargo del Ayuntamieento. La construcción es geométricamente muy sencilla, dos cuerpos rectangulares adosados entre sí. El primero en un porche de acceso, cubierto y abierto, rectangular y con la cubierta a dos aguas. Protege el acceso al refugio. Este segundo volumen es también rectangular y con su cubierta a dos aguas y uno de sus faldones está colocado en continuidad con el del porche.
Las superficies útiles y construidas son las siguientes:
SUPERFICIES UTILES CABAÑA

Refugio

17,69
Porche

7,44
Total

25,13




SUPERFICIE CONSTRUIDA CABAÑA

Total

30,12

La edificación se orienta para que su porche esté bien soleado en invierno y sombreado en verano, sus dos aperturas se orientan al este y sur respectivamente
La imagen proyectada es:
Vista desde el Este
Vista desde el Noreste
Vista desde el Suroeste

Vista desde el Sur

Agrupación

Memoria constructiva
Se han proyectado con un gran respeto medioambiental, las obras son las siguientes:
·         Preparación del terreno y la cimentación con losa de hormigón armado HA-25/P/40/ IIa,  ligeramente armada - zuncho perimetral de 20x12cm con armado longitudinal de 4Ø12 y transversal con estribos de Ø8mm cada 30cm; mallazo superficial #20.30.5 -.  Sobre encachado de canto de río de 20cm de espesor y  lámina de polietileno. Se redacta estudio específico para la Contribución de la Estructura a la Sostenibilidad (ICES).
·         Arranques de cerramiento con  durmiente de madera 15x5cm, anclajes mecánicos a solera cada 200cm. Sobre solera y base impermeabilizado con lámina asfáltica adherida en perímetro.
·         Formación de cerramientos y tabiques con pallets reciclados, aislamiento de manta de roca/oveja/textil de 12cm de espesor, impermeabilización exterior de lámina de tetrapacks reciclados y barrera de vapor interior de lámina de polietileno. El enlace entre paneles se hará con tablillas de los palets desmontados por estar en peor estado, usadas como conectores atornillados. La unión entre cerramientos cortos y cubierta, entre faldones de cubierta y entre montantes y correas se hará con herrajes galvanizados.
·         Formación de cubierta análoga a los cerramientos, con acabado exterior de placa ligera asfáltica.
·         El cerramiento y cubierta del porche se harán con pallets sin aislar.
·         Refuerzo estructural de pies derechos de madera aserrada 50*75mm en las juntas verticales entre pallets. Refuerzo en cubierta con correas de madera 75x150mm cada 110cm. Triangulación en tres planos a base de fleje plástico grapado a panel de pallets.
·         Solado elevado sobre pallets, rellenados con aislamiento de lana y lámina impermeable.
·         Revestimiento vertical y horizontal interior en tablero contrachapado reciclado.

Resumen general del presupuesto
01
MOVIMIENTO DE TIERRAS
1,75%
147,39
02
CIMENTACIÓN
10,54%
889,10
03
ESTRUCTURA MADERA
18,21%
1.535,89
04
ENVOLVENTE
36,92%
3.113,31
05
INSTALACIONES Y P.C.I.
10,70%
902,27
06
PAVIMENTOS Y REVESTIMIENTOS
8,18%
690,17
07
CARPINTERÍA
10,14%
854,88
08
VARIOS
3,56%
300,00
PRESUPUESTO DE EJECUCIÓN MATERIAL

8.433,01

Planos de proyecto

Planos de obra:
Se modifica el diseño por cambio de tamaño de los palés reciclados


Fotografías de la obra

ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA

636 927 247 / tejedor.jesus@gmail.com



martes, 12 de abril de 2016


EL SOL EN LA ARQUITECTURA




La bioclimática es el conjunto de técnicas y estrategias usadas en el diseño de los edificios que, teniendo en cuenta las condiciones y los recursos disponibles en cada clima (sol, lluvia, viento, vegetación…), consigue el confort del inmueble con los mínimos consumo de energía e impactos medioambientales asociados.El factor exterior más determinante es, junto con el aislamiento térmico, el sol. La relación que nuestro edificio tenga con él dependerá del clima del emplazamiento

La declinación solar es el ángulo formado entre el plano orbital de la Tierra alrededor del Sol y el plano ecuatorial terrestre. Su valor es de 23.5º. El eje de rotación forma un ángulo variable con la linea que une la Tierra y el Sol; su valor es de 90º + 23.5º en el solsticio de invierno, 90º - 23.5º en verano y 90º en los equinoccios. Este fenómeno provoca la existencia de las estaciones.

El control de cómo incide el sol en nuestro edificio determinará la radiación solar que éste capta a lo largo del año.

En los climas continentales y en los templados buscamos aprovechar la radiación solar en invierno y protegernos de ella en verano. Es muy agradable disfrutar del sol en esas condiciones, además de reducir sensiblemente las cargas energéticas de calefacción y refrigeración.

La orientación Sur es la mejor para conseguir ésos objetivos (en el hemisferio norte). En verano la órbita solar es muy alta y permite sombrear fácilmente con parasoles horizontales fijos. Además el ángulo del zénit solar es muy grande y, consecuentemente, incidirá muy oblicuo a los acristalamientos de las fachadas (gran reflexión y pequeña penetración)

Por el contrario en invierno el sol tiene un ángulo menor en su apogeo e incide de forma más frontal en la fachada sur (pequeña reflexión).


Figura 1: Ángulos del zénit solar por estaciones.



Figura 2: Esquemas bioclimáticos de invierno y verano. 
Fuente: Alia, arquitectura, energía y medioambiente.


Las orientaciones este y oeste son difíciles de proteger del sol, porque este incide muy perpendicular a esas fachadas al amanecer y al anochecer respectivamente.

Los huecos en las orientaciones norte son energéticamente ineficaces porque no reciben radiación solar en invierno y sí en verano. Pueden ser muy interesantes para proporcionar luz natural difusa, pero conviene moderar su tamaño.

La posición del sol varía a lo largo de cada día del año. Es fácil determinar su posición relativa respecto al emplazamiento de la edificación. Para ello contamos con herramientas como la carta solar.


Figura 3: Carta solar estereográfica de la latitud 40º Norte



También es posible usar herramientas informáticas. Existen muchos programas de diseño en tres dimensiones que tienen una herramienta de sombras que podemos usar para la realización de estudios de soleamiento. Los resultados los podemos mostrar en forma de matriz solar:


Figura 4: Ejemplo de matriz solar.

Incluso podemos mostrarlos en forma de animación:





Vídeo 1: Comportamiento solar en el solsticio de invierno (21 de diciembre)


Vídeo 2: Comportamiento solar en los equinoccios (21 de marzo y 21 de septiembre)


Vídeo 3: Comportamiento solar en el solsticio de verano  (21 de junio)

Los resultados son muy gráficos. En el ejemplo se ve como la fachada sur tiene los principales huecos de la vivienda. Esta fachada se mantiene en sombra la práctica totalidad del tiempo en el solsticio de verano y permite la entrada del sol de invierno durante muchas horas. Simplemente la orientación y el diseño de los parasoles permiten este equilibrio.

También se ha diseñado un porche/invernadero. En invierno permite calentarlo con la radiación solar. En verano se repliegan los vidrios exteriores, permitiendo el uso del porche.




martes, 27 de enero de 2015

VIVIENDAS COLECTIVAS "nZEB". Concurso en Getafe

VIVIENDAS COLECTIVAS "nZEB"

 Concurso en Getafe, España, 2014






Alia, Arquitectura Energía y Medio Ambiente s.l. 



Arquitectos

Carlos Expósito Mora
Luis Marqués Almanza

Jesús Antonio Tejedor Sánchez



Arquitectos Técnicos

Morea y Zaragoza



Ingeniería
Aiguasol

Asifor  


Promotor

Ayuntamiento de Getafe











NZEB 2015-G. CRITERIOS Y OBJETIVOS BÁSICOS DE LA PROPUESTA
Un edificio capaz de invertir el ciclo; un edificio que compense las carencias del pasado reciente (consumo y emisiones muy elevados), sin hipotecar el futuro. Es necesario que los edificios del presente, tengan emisiones reducidas para frenar la aceleración del cambio climático y compensadas por su generación eficiente no solo en aras del cumplimiento normativo estricto.  Todo ello mejorando el confort y calidad de vida de sus usuarios. Esta es la premisa de partida en nuestro caso.

En este proyecto, el vector de la sostenibilidad forma parte, de manera ineludible, del concepto general de la propuesta, no se plantea como un añadido . Todas las medidas previstas y sistemas proyectados, se han diseñado bajo este prisma a lo largo del ciclo de vida del edificio, para permitir también un mantenimiento y operación sencillos.

En este contexto, se plantea trabajar con una metodología de costes optimizados en base a los pilares de la inercia térmica, elevado aislamiento con ventilación controlada y bajas infiltraciones, aprovechamiento de la iluminación natural, el diseño y gestión inteligente de sistemas eficientes asociados al carácter inercial del edificio, y finalmente el uso de energías renovables.

El objetivo previsto es alcanzar consumos medidos finales de energía primaria no renovable inferiores a los 30-35kWh/m2 anuales (consumo casi 0, asegurando letra A de calificación, considerando uso residencial), bajo las condiciones de confort esperadas y con una inversión prevista ajustada a condiciones de concurso.

El marcado carácter de optimización energética de la convocatoria, no debe distraernos de la importancia de la componente arquitectónica; desde la escala del detalle de las soluciones constructivas acordes a su eficiencia bioclimática, a la imagen final que se ofrece y propone a la ciudad, o sea al escenario urbano  y a los ciudadanos.

Esta propuesta pretende integrar como un valor clave la calidad arquitectónica, acorde a los requerimientos estéticos del concurso, para dar impulso al nuevo concepto de edificio que la sociedad demanda. La arquitectura sería así la herramienta para racionalizar la forma y permitir su materialización constructiva, en respuesta a la complejidad de los requerimientos exigidos al edificio, al fin y al cabo los de siempre (firmitas, utilitas, venustas) pero desde el paradigma que nos plantea la sostenibilidad de nuestro futuro.


MEMORIA ENERGÉTICA

La sostenibilidad de la propuesta forma parte sustancial del planteamiento general. Se busca minimizar el impacto de la intervención en el entorno, poniendo especial énfasis en la reducción de los consumos energéticos hasta los valores mínimos que permiten nuestras tecnologías, siempre dentro de los márgenes lógicos de coste óptimo a lo largo de toda la vida útil del inmueble.

Como ya se ha mencionado, son pilares de esta intervención el aislamiento, la inercia, la ventilación controlada, la iluminación natural, el diseño y gestión inteligente de sistemas eficientes, y el uso de renovables.

Aunque la metodología de costes optimizados de la Directiva europea EPBD integra todas estas variables, también indica que resulta relevante el orden de las mejoras. Primero hay que incidir en la reducción de demandas a partir de soluciones de diseño, para continuar con el uso de sistemas eficientes y la generación renovable, y para acabar con un sistema de gestión energética inteligente que permita que las condiciones, y consumos reales, sean comparables a las de diseño. El objetivo previsto es alcanzar consumos medidos finales de energía primaria no renovable inferiores a los 30-35kWh/m2 anuales (consumo casi 0, asegurando letra A de calificación, considerando uso residencial), bajo las condiciones de confort esperadas y con una inversión prevista ajustada a condiciones de concurso.

Algunos de los conceptos planteados (inercia, iluminación natural, suelo radiante, etc.) no se visualizan en las hojas de cálculo energético de concurso, por los que se incide en ellos, en este apartado.

ESTRATEGIAS BIOCLIMÁTICAS
La forma, orientación y porcentaje de ocupación de las dos parcelas limita en gran medida las propuestas de diseño bioclimático. Por tanto las actuaciones de diseño pasivo se han centrado en la piel del edificio y, concretamente, en su envolvente térmica.

El clima de Getafe está encuadrado en el D3 del Código Técnico y está entre los climas BSk (árido de estepa fría) y Csa (templado con verano seco y caluroso) de la clasificación de Köppen. 


Las estrategias bioclimáticas que se precisan son: reducción de las pérdidas energéticas por la envuelta, comportamiento inercial, ganancia solar invernal, protección solar estival, iluminación natural y ventilaciones naturales en la estación estival. 



DISEÑO Y EJECUCIÓN

En el contexto de los condicionantes de pliego técnico de concurso, de las parcelas, de diseño y del programa de usos que se establece en el mismo se plantean soluciones orientadas a una reducción considerable de demandas energéticas (de calefacción, refrigeración y, en la medida de lo posible, de iluminación).

En este sentido, la propuesta pasa por definir unos cerramientos inerciales y bien aislados de las condiciones ambientales exteriores, con unos valores de transmitancia térmica de las partes opacas de 0,21 (muros), 0,19 (cubiertas) y 0,28 W/m2K (suelos), bastante más restrictivos que los establecidos por defecto (reducciones del 30%, 24% y 20% respectivamente), pero con unos sobrecostes acotados y rentables. A eso se debe añadir una proporción de huecos ajustada en un equilibrio entre la iluminación natural de los espacios habitables, la ventilación de los mismos, y la protección térmica, resultante en unas proporciones de hueco en fachada del 35% (NE y SE) y 25% (NO) para la promoción 1.4, y del 35% (a E) y 25% (a O) para la promoción 1.7.2 (en todos los casos considerando los factores solares modificados ajustados mediante los elementos de sombra correspondientes). El objetivo es reducir la demanda energética a valores por debajo de 20 kWh/m2 anuales en calefacción y de 10 kWh/m2 en refrigeración, a la vez que permitir el aprovechamiento de la iluminación natural, tanto en proporción de huecos, como en la distribución de espacios planteada.

En relación a los sistemas energéticos previstos para cubrir esas demandas y el ACS, se plantea el diseño de un sistema centralizado con bomba de calor aerotérmica, con suelo radiante y refrescante en meses calurosos, y aporte de solar térmica en ACS.
Las bombas de calor aerotérmicas seleccionadas, son de elevado comportamiento en transformación (tal como se indica en las tablas de las hojas de cálculo), con valores del orden de magnitud semejante al considerado, en la Directiva europea, equivalente a energías renovables. Sin embargo, se ha considerado el diseño de los sistemas solares térmicos para ACS tanto por la mejora del rendimiento global de la instalación, como por un efecto demostrativo cara a los usuarios de los edificios y de terceros.

Destaca, igualmente, en las instalaciones previstas, el uso de sistemas radiativos en la emisión de climatización (calefacción y refrigeración). Este tipo de sistemas proporcionan, bajo un sistema de regulación adecuado, unas condiciones de confort óptimas para el usuario final a la vez que un consumo energético asociado reducido. Esto último, pese a no reflejarse de forma expresa en las hojas de cálculo anexas, es debido a que las temperaturas de consigna de confort resultan significativamente inferiores (en invierno) o superiores (en verano) que las establecidas en otros sistemas radiantes (radiadores) o, por supuesto, en sistemas convectivos (climatización por aire). Ello se refleja en el Documento Reconocido pendiente de aprobación “Integración de Soluciones Radiantes como Capacidades Adicionales de Calener” desarrollado por el grupo de Termotecnia de la Asociación de Investigación y Cooperación Industrial de Andalucía (AICIA) y disponible en la página del Ministerio de Energía Industria y Turismo en su apartado de Certificación de eficiencia energética de los edificios: Propuestas de nuevos documentos reconocidos. 


Por su parte, la recuperación de calor de ventilación de salubridad, se realiza con sistemas de recuperación con una eficiencia superior al 60%. Se plantea este sistema con equipos individuales que permitan cierto grado de gestión al usuario, incentivando su compromiso con la reducción del consumo energético.

Se considera un diseño de iluminación artificial que suponga una instalación inferior a 10 W/m2, bajo unas condiciones de confort en residencial.

Finalmente el diseño planteado de las promociones permite la implementación de sendos sistemas solares fotovoltaicos en cubiertas. Estos se integran en pérgolas que, en base al discurso estético y las posibilidades de proporcionalidad, permitan una producción renovable significativa (con su consecuente repercusión económica) a la par que un elemento de sombra eficiente y demostrativo cara a los bañistas que utilicen las piscinas de las cubiertas. Dichas instalaciones se han valorado energética y económicamente en las hojas de cálculo de concurso


CONTROL DE CALIDAD EN EJECUCIÓN

Más allá del diseño previsto, se cree necesario asegurar fehacientemente la ejecución en obra del mismo. En este sentido, y por encima de las obligaciones normativas, se prevé un análisis específico de la calidad en la implementación de las soluciones constructivas. Esto es, la realización de análisis termográficos y de test de infiltración antes de la entrega de las obras. Los primeros deben permitir la detección de hipotéticos puentes térmicos no previstos y su subsanación en obra, mientras que los test de infiltración (valorado en acreditaciones privadas tipo LEED en edificios residenciales) se prevén con el fin de asegurar la estanqueidad, tanto a efectos térmicos, como por otras derivadas de uso (ruidos exteriores u olores de cocina u otros humos).


SEGUIMIENTO Y COMPROBACIÓN

El diseño de las instalaciones de seguimiento (medición) y comprobación (verificación) previstas, parte de una doble premisa: por una parte, el aprovechamiento máximo de los elementos físicos de los sistemas de gestión y control inherentes al diseño de los sistemas energéticos previstos, y por otra parte, la supeditación a los KPIs (indicadores clave, Key Performance Indicators en sus siglas en inglés) derivados del planteamiento de detalle. En este sentido, y como otra de las mejoras previstas de la propuesta, se plantea que un técnico acreditado CMVP del equipo, defina un Plan de Medida y Verificación, según el estándar IPMVP Vol I, EV0 10000 – 1:2010. El denominado protocolo IPMVP establece los posibles métodos de cálculo y mediciones requeridas para valorar, de forma fehaciente, los efectos de medidas de mejora implementadas en consumidores energéticos. De esta forma el protocolo, de reconocido prestigio internacional y aplicado en acreditaciones tipo LEED, permite definir no solo la metodología adecuada de valoración (a través de una de sus 4 opciones), sino los KPIs requeridos en medición. La propuesta, en su partida de monitorización, plantea un sistema de control y medición de los sistemas HVAC, y de algunas variables de demanda, que se refinará en base a los planteamientos establecidos en la definición del protocolo. Se entiende que en este proceso se optimizará el sistema de medición y control, a la par que se facilitará el trabajo de los organismos competentes que, durante la operación del edificio, implementen el protocolo y lleven a cabo el seguimiento de los datos obtenidos del comportamiento energético del edificio.


RESULTADOS ESPERADOS

Según CTE 2013, el consumo de primaria no renovable exigible en residencial zona Getafe ronda los 60kWh/m2 año. Si consideramos que eso es equivalente a una B, la A estaría sobre los 42kWh/m2 año. La solución propuesta deberá estar por debajo de 35kWh/m2 año y contando con la producción fotovoltacia bajaría hasta 3035kWh/m2 año, que sería equivalente a un NZEB (en previsión de 2016). 


ESTUDIO CONSTRUCTIVO

FACHADAS: Se definen dos bandas horizontales diferenciadas. La zona de los antepechos de ventanas y terrazas y la banda de visión. Se resuelven con fachada ventilada. Este sistema permite colocar el asilamiento en continuidad y da mayor libertad con las curvas. La hoja interior será de bloque de termoarcilla de 14cm de espesor con yeso interior. Por su cara exterior irá el aislamiento de lana de roca de 12cm de espesor y doble densidad adherido y anclado a la fábrica pesada. Después los montantes (o bastidores) de la fachada ventilada, cámara de aire ventilada y revestimiento exterior (inicialmente se plantea de GRC, aunque se pueden estudiar revestimientos ligeros alternativos que permitan las curvas).

La zona de vuelos debe llevar disyuntores térmicos en la estructura. Aislamientos  en suelos o techos (según los casos) cuando los balcones no coincidan en vertical.


ESTUCTURA: Hormigón armado “in situ”, con pórticos paralelos a fachada y forjados unidireccionales. Se introducirán aspectos del anexo 13 de Índice de contribución de la estructura a la sostenibilidad. 



CUBIERTAS: Transitables: Cubierta plana con formación de pendiente con mortero aligerado con arlita, aislamiento de 15 cm. de lana de roca de doble densidad, capa de mortero de 3 cm., lámina impermeabilizante de caucho adherida a bordes, lámina geotextil. Pavimento elevado sobre plots. También sería posible hacerlo con losa filtrón, según los casos.
Cubierta jardín con formación de pendiente con mortero aligerado con arlita, aislamiento de 15 cm. de lana de roca de doble densidad, capa de mortero de 3 cm., lámina impermeabilizante de caucho adherida a bordes, malla geotextil, drenaje de polietileno reticulado en celdas de 30 mm de altura, lámina geotextil, 8 cm. de gravas drenantes, lámina anti-raíces y 30 cm. de sustrato vegetal para plantación de especies rústicas aromáticas.

No transitables: Cubierta plana con formación de pendiente con mortero aligerado con arlita, aislamiento de 15 cm. de lana de roca de doble densidad, capa de mortero de 3 cm., lámina impermeabilizante de caucho adherida a bordes, lámina geotextil, 5cm de canto redondeado.

SUELO SOBRE EXTERIOR Y SOBRE LOCAL: 10cms de lana de roca de doble densidad.




CARPINTERÍAS EXTERIORES: Marco de 57mm de madera laminada. Acabado con barniz al agua, en tonos teñidos o colores sólidos pigmentados. Durabilidad muy elevada, con mantenimiento mínimo y respetuoso con el medio ambiente.
CLASE 4 permeabilidad al aire UNE-EN 12207. CLASE 8A estanqueidad al agua UNE-EN 12208. CLASE C5 resistencia al viento UNE-EN 12210. CLASE 3 durabilidad UNE-EN 12400. Rw = 32 - 42 dB Aislamiento Acústico. Um = 1,6 w/m².ºK Aislamiento Térmico

PROTECCIONES SOLARES: En salones se propone usar contraventanas mallorquinas exteriores. En el resto de huecos se prescriben persianas exteriores, enrollables y orientables, que permitan también el oscurecimiento de la habitación.

VIDRIOS: Dobles, bajo emisivos, cámara de al menos 12mm. En las orientaciones norte se añade argón en las cámaras. El factor solar alto en SE y bajo en resto. El factor lumínico conviene que sea alto siempre.