CAROLINA Eco-House

CAROLINA Eco-House

Vivienda 100% ecológica, prefabricada, desmontable y bioclimática con consumo energético cero real. Autosuficiente en agua y en energía

Málaga. España
Doctor Arquitecto: Luis De Garrido
647’53 m2
957.000 euros

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Configuración arquitectónica

Carolina Eco-House se ubica en un lugar privilegiado a pocos metros del mar Mediterráneo, en la costa de Málaga, en España.

Los propietarios desean tener el máximo nivel de intimidad, y al mismo tiempo vivir del modo más integrado posible con la Naturaleza. Por ello su vivienda es completamente autosuficiente, y por tanto es capaz de generar la energía, el agua y los alimentos que puedan necesitar en todo momento.

La vivienda dispone de dos plantas y un sótano. En la planta sótano se ubican las instalaciones de depuración de aguas negras, aguas grises y agua de lluvia, y las estancias de almacenamiento de alimentos. En la planta baja se sitúan el salón, el comedor, la cocina, cuatro dormitorios, cinco baños, y varias estancias de uso flexible. En la primera planta se ubica el dormitorio principal, un baño, un salón y una pequeña cocina.La tipología de la vivienda es centralizada, con un patio cubierto central, y se extiende en dirección este-oeste con la finalidad de aprovechar al máximo la radiación solar en invierno, y de poder disponer las protecciones solares más efectivas en verano. Las 4 piscinas están perfectamente integradas en la vivienda, siguiendo sus propias directrices compositivas, dando como resultado una estructura similar a una flor.

La especial estructura arquitectónica de la vivienda le permite auto-regularse térmicamente todos los días del año, manteniendo una temperatura interior estable, sin necesidad de utilizar artefactos mecánicos de acondicionamiento. Para comportarse de forma adecuada tanto en invierno (generando calor por si misma), como en verano (generando fresco por si misma) la vivienda es capaz de reconfigurarse arquitectónicamente de forma muy sencilla (por medio de ventanas, compuertas y panales correderos).

1. Consumo energético cero real, al menor precio posible

Carolina Eco-House tiene un consumo energético cero real (sin sobrecoste económico) porque se han seguido tres estrategias.

1. En primer lugar se ha informado adecuadamente a los ocupantes, haciéndoles saber la energía que consume cada artefacto, y el coste económico equivalente que pagan por la misma. Se les ha advertido sobre los costes directos y de los costes indirectos (consumo, reparaciones, mantenimiento, etc.). También se les ha informado de todos los efectos secundarios que tiene la utilización de dichos artefactos (vibraciones, ruidos, olores, etc.) y su repercusión negativa en la salud, bienestar y felicidad (hoy en día vivir en una vivienda ofrece la misma calidad de vida que vivir continuamente en un avión en pleno vuelo).

Alternativamente se les ha invitado a imaginar una vida sin estar rodeados de artefactos. Eliminando todas las ataduras económicas y fiscales que ello supone (una vida sin averías, sin gastos, sin cuotas, sin reparaciones, sin pagar facturas de agua, ni facturas de luz, y sin necesidad de comprar alimentos). De este modo se ha conseguido la concienciación de los ocupantes, que finalmente han rechazado la mayoría de los artefactos habituales que se suelen incorporar en los edificios.

2. La vivienda se ha diseñado de forma muy especial para que se autorregule térmicamente y no necesite ningún artefacto de calefacción, ni de enfriamiento, ni de ventilación). Del mismo modo la vivienda se ha diseñado para que se ventile de forma natural, sin artefactos mecánicos, y que se ilumine de forma natural durante el día.

3. La vivienda incorpora una mínima cantidad de artefactos electromecánicos. Tan solo aquellos que pueden considerarse imprescindibles, y accesibles para cualquier persona.

A continuación se proporciona una relación de los artefactos electromecánicos incorporados a Carolina Eco-House, así como su potencia total:

Frigorífico	500 w. (potencia promediada)
Placa de inducción	900 w.
Horno	2.000 w.
Microondas	700 w.
Lavadora	1.200 w.
Televisor (3)	450 w.
Ordenadores	100 w.
Iluminación leds	500 w.
Depuración aguas lluvia/gris	2.000 w.
Total:	8.350 w.

La potencia total de los artefactos de la vivienda es muy baja, ya que debido a su especial diseño bioclimático, la vivienda no necesita artefactos de calefacción ni de aire acondicionado. No obstante para suministrar la energía eléctrica para alimentar todos los artefactos de la vivienda se deberían instalar un conjunto de captores fotovoltaicos con una potencia superior a 8.350 w., con un coste económico elevado (unos 22.000 euros o más). Para reducir el coste del sistema fotovoltaico se debe reducir su potencia, y ello se puede hacer, ya que no todos los artefactos deben estar funcionando al mismo tiempo. En este sentido se han diseñado varios escenarios posibles de consumo y se ha llegado a la conclusión de que es posible no sobrepasar una potencia de 4.500 w. alternando adecuadamente la utilización de los diferentes artefactos.Por ello se ha incorporado un sencillo sistema de control para que en ningún momento se supere la potencia de 4.500 w., desconectando los artefactos no imprescindibles cuando se deban conectar otros imprescindibles. De este modo el coste económico del sistema de generación de electricidad solar fotovoltaica puede ser muy reducido. En concreto se ha previsto un equipo de suministro de energía solar fotovoltaica que genera una potencia de 4.900 w., (14 captores solares fotovoltaicos, con 350 w. pico 24 v.) instalado en la cubierta, y con un coste económico de 9.500 euros (IVA incluido). La potencia generada oscila continuamente alrededor de los 4.500 w. por lo que tan solo se debe tener la precaución de elegir el momento adecuado para utilizar la lavadora, y alternar el uso de microondas y la placa de inducción.La energía total consumida por Carolina Eco-House (Superficie 647’53 m2) es muy reducida (13’37 kwha/m2), y desde luego muy inferior a los 50 kwha/m2 que exigen las ridículas normativas de muchos países para ser considerada como “edificio con consumo energético cero”.

	Potencia. Funcionamiento. Energía año. Energía/m2
Frigorífico	500 w. * 24 h. * 365 = 4.380 kwh = 6’76 kwha/m2
Placa de inducción	900 w. * 2 h. * 365 = 657 = 1’01
Horno	2.000 w. * 0’5 h. * 365 = 365 = 0’56
Microondas	700 w. * 1 h. * 365 = 255’5 = 0’39
Lavadora	1.200 w. * 1 h. * 365 = 438 = 0’67
Televisor (3)	4500 w. * 4 h. * 365 = 657  = 1’01
Ordenadores	100 w. * 8 h. * 365 = 292 = 0’45
Iluminación (leds)	500 w. * 5 h. * 365 = 912 = 1’40
Depuración aguas	2.000 w. * 1 h. * 365 = 730 = 1’12
Energía total consumida por m2	13’37 kwha/m2

2. Avanzado diseño bioclimático, que permite a la vivienda calentarse internamente en invierno sin necesidad de calefacción

La estructura arquitectónica de Carolina Eco-House tiene un estudiado y avanzado diseño bioclimático, que le permite autorregularse térmicamente todos los días del año, manteniendo en todo momento una temperatura interior de confort (entre 22ºc y 25ºc), sin necesidad de utilizar artefactos electromecánicos de calefacción y enfriamiento. Por ello, la vivienda debe ser capaz de reconfigurarse de forma sencilla continua, para que se comporte de forma adecuada, tanto en invierno (generando calor por sí misma), como en verano (generando fresco por sí misma).

En invierno se cierran las compuertas de entrada de aire frio proveniente de las galerías de refresco del subsuelo de la vivienda; se cierra las compuertas del hueco que conecta el sótano con la planta baja; se cierra la puerta de la escalera del sótano y se cierran las ventanas superiores.En invierno las protecciones solares permiten que entre la máxima cantidad de radiación solar posible al interior de la vivienda, que se comporta como un enorme invernadero. Las especiales cristaleras ubicadas al sur de la vivienda (con una superficie de unos 35 m2) generan una potencia calorífica de unos 12.000 w. de media en invierno. Los ocupantes de la vivienda y las pérdidas energéticas del frigorífico y del resto de artefactos proporcionan una potencia calorífica adicional de unos 1.500 w. Como consecuencia la vivienda mantiene en su interior una temperatura mínima de unos 23ºc en invierno, y no necesita sistemas mecánicos de calefacción.

El elemento clave es el diseño del patio central, que permite que la radiación solar acceda incluso hasta las estancias posteriores de la vivienda y se convierte en un gran invernadero capaz de calentar la vivienda. El elevado nivel de aislamiento (en la parte exterior de las envolventes) permite que no se disipe el calor acumulado en el interior de la vivienda. Como el aislamiento se encuentra en la parte exterior de las envolventes del edificio, la gran masa térmica del edificio está situada en su interior. De este modo el calor generado durante el día se puede acumular en el interior de la vivienda, y se mantiene durante toda la noche.

3. Avanzado diseño bioclimático, que permite a la vivienda enfriarse internamente en verano sin necesidad de aire acondicionado

Para refrescar el edificio se ha diseñado un ingenioso sistema arquitectónico. El aire de la cara norte de la vivienda (el aire más fresco del entorno) se canaliza hasta un conjunto de galerías subterráneas donde se refresca a la temperatura del subsuelo (unos 18ºc) y se lleva hasta el sótano. En el sótano el aire fresco asciende por una corriente de succión generada por las chimeneas solares ubicadas sobre el patio central cubierto. De este modo el aire fresco puede recorrer todas las estancias de la vivienda refrescándolas a su paso.Por otro lado, los ventanales de la vivienda están protegidos por medio de protecciones solares horizontales y verticales, evitando que la radiación solar directa penetre en el interior de la vivienda, y la caliente. Estos ventanales además están equipados con protecciones solares correderas que los protegen de la radiación solar indirecta. En verano se pueden cerrar por completo las contraventanas exteriores situadas al sur, y la vivienda se ilumina por medio de la radiación solar indirecta del patio (de este modo, se ilumina de forma natural, y no se calienta).

Por otro lado, las grandes terrazas ajardinadas de la vivienda proporcionan una enorme superficie de sombra en el norte, este y oeste de la vivienda, creando un microclima fresco no solo en el interior de la vivienda, sino en las terrazas exteriores.Como consecuencia la vivienda mantiene en su interior una temperatura máxima de unos 25ºc en verano, y no necesita sistemas electromecánicos de aire acondicionado.

4. Autosuficiencia en energía

Carolina Eco-House es autosuficiente en energía, por lo que no necesita conectarse a la red eléctrica. No obstante, se ha conectado a la red con el fin de tener una fuente alternativa de energía.
Esta autosuficiencia energética se ha conseguido mediante un conjunto de estrategias complementarias:

1. Se ha realizado un óptimo diseño bioclimático para reducir al máximo la necesidad de energía. En el diseño de la vivienda se han utilizado todo tipo de estrategias bioclimáticas para conseguir que consuma la menor cantidad posible de energía, se ilumine de forma natural, se ventile de forma natural, y se auto-regule térmicamente, todos los días del año. Como resultado, la vivienda se refresca por sí misma en verano, y se calienta por sí misma en invierno. Del mismo modo, durante el día la vivienda se ilumina de forma natural, todos los días del año, sin necesidad de luminarias artificiales.2. La vivienda dispone tan solo de los electrodomésticos imprescindibles, y que además sean de muy bajo consumo eléctrico.

3. Se han utilizado sistemas de iluminación artificial a base de luminarias de bajo consumo energético.

4. Se ha incorporado un sistema fotovoltaico de generación de electricidad con una potencia de 4.900 w. pico, para proporcionar la poca energía eléctrica que necesita la vivienda. Los captores solares fotovoltaicos se han integrado en el estambre de la cubierta central de la vivienda, y sobre las cubiertas ajardinadas.
5. Se han incorporado dos captores solares térmicos para generar el agua caliente sanitaria que necesita la vivienda. Los captores solares térmicos se han integrado arquitectónicamente en la cubierta ajardinada.

6. Se ha instalado un sencillo sistema natural de des-humectación (a base de geles de sílice, cloruro cálcico y arcillas), ubicadas en un conjunto de bandejas en el sistema de entrada de aire fresco a la vivienda. Este sistema natural reduce la humedad del aire y aumenta la sensación de frescor en los espacios internos de la vivienda, sin ningún consumo energético.

5. Autosuficiencia en agua

Carolina Eco-House es autosuficiente en agua. Es decir, no necesita conectarse a los sistemas de suministro de agua municipales (aunque se ha conectado a la red de agua potable con el fin de tener una fuente alternativa de agua, en caso de necesidad).

El agua necesaria para el consumo humano, para la higiene humana, y para el riego de los cultivos y de las zonas verdes se obtiene de varias fuentes complementarias:

Agua pluvial

El agua de lluvia que cae sobre la cubierta ajardinada de la vivienda se recoge y por medio de un sencillo sistema de bajantes, se filtra y se lleva hasta un depósito. El agua se puede utilizar para riego y para las cisternas del inodoro, y también convenientemente tratada mediante un sistema de ósmosis inversa, es apta para el consumo humano.

Reciclaje de aguas grises 

Las aguas grises generadas por la vivienda se filtran, se tratan y se utilizan para el riego del jardín.

6. Máximo nivel ecológico

Carolina Eco-House se ha diseñado cumpliendo escrupulosamente 39 indicadores ecológicos que Luis De Garrido ha identificado con la finalidad de lograr el máximo nivel ecológico posible en cualquier tipo de construcción. Estos indicadores son los siguientes:

1. Optimización de recursos. Naturales y artificiales

   1.1. Nivel de utilización de recursos naturales
   1.2. Nivel de utilización de materiales duraderos
   1.3. Nivel de utilización de materiales recuperados
   1.4. Capacidad de reutilización de los materiales utilizados
   1.5. Nivel de utilización de materiales reutilizables
   1.6. Capacidad de reparación de los materiales utilizados
   1.7. Nivel de utilización de materiales reciclados
   1.8. Capacidad de reciclaje de los materiales utilizados
   1.9. Nivel de aprovechamiento de los recursos utilizados

2. Disminución del consumo energético

   2.1. Energía consumida en la obtención de materiales
   2.2. Energía consumida en el transporte de materiales
   2.3. Energía consumida en el transporte de la mano de obra
   2.4. Energía consumida en el proceso de construcción del edificio
   2.5. Energía consumida por el edificio a lo largo de su vida útil
   2.6. Nivel de adecuación tecnológica para la satisfacción de necesidades humanas
   2.7. Eficacia energética del diseño arquitectónico bioclimático
   2.8. Nivel de inercia térmica del edificio
   2.9. Energía consumida en el proceso de derribo o desmontaje del edificio

3. Fomento de fuentes energéticas naturales

   3.1. Nivel de utilización tecnológica a base de energía solar
   3.2. Nivel de utilización tecnológica a base de energía geotérmica
   3.3. Nivel de utilización tecnológica a base de energías renovables por el ecosistema natural

4. Disminución de residuos y emisiones

   4.1. Nivel de residuos y emisiones generadas en la obtención de materiales de construcción
   4.2. Nivel de residuos y emisiones generadas en el proceso de construcción
   4.3. Nivel de residuos y emisiones generadas en el mantenimiento de los edificios
   4.4. Nivel de residuos y emisiones generadas en el derribo de los edificios

5. Aumento de la calidad de vida de los ocupantes de los edificios

   5.1. Emisiones perjudiciales para el ecosistema natural
   5.2. Emisiones perjudiciales para la salud humana
   5.3. Numero de enfermedades de los ocupantes del edificio
   5.4. Grado de satisfacción y bienestar de los ocupantes del edificio

6. Disminución del mantenimiento y coste de los edificios

   6.1. Nivel de adecuación entre la durabilidad de los materiales y su ciclo de vida funcional
   6.2. Adecuación funcional de los componentes
   6.3. Recursos consumidos por el edificio en su actividad cotidiana
   6.4. Energía consumida por el equipamiento tecnológico del edificio
   6.5. Energía consumida en la accesibilidad al edificio
   6.6. Energía residual consumida por el edificio cuando no está ocupado
   6.7. Nivel de necesidad de mantenimiento en el edificio
   6.8. Nivel de necesidad de tratamiento de emisiones y residuos generados por el edificio
   6.9. Coste económico en la construcción del edificio
   6.10. Entorno social y económico

A continuación se reseñan algunas de las acciones más importantes realizadas para cumplir con los 39 indicadores:

1. Optimización de recursos

   1.1 Recursos Naturales

   Se ha optimizado al máximo la utilización de recursos tales como el sol (para generar el agua caliente sanitaria, y proporcionar iluminación natural por todo el interior de la vivienda), la brisa, la tierra (para refrescar la vivienda), el agua de lluvia (depósitos de agua de reserva para riego del jardín y para su consumo), vegetación (aislamientos, recubrimientos, jardines verticales y la cubierta ajardinada), etc. Por otro lado, se han instalado dispositivos economizadores de agua en los grifos, duchas y cisternas de la vivienda, y sistemas de depuración y naturalización de agua de lluvia, para que sea apta para el consumo humano.

   1.2 Recursos Fabricados

   Todos los materiales empleados se han aprovechado al máximo para fabricar los componentes del edificio, disminuyendo posibles residuos, mediante un correcto proyecto, y una gestión eficaz.

   1.3 Recursos recuperados, reutilizado y reciclados

   La vivienda ha sido proyectada para que la mayoría de sus componentes puedan ser recuperados. De este modo se pueden reparar y reutilizar de forma indefinida. Además, los materiales utilizados pueden ser reciclados con facilidad con un coste energético mínimo.

2. Disminución del consumo energético

   2.1 Construcción

   La vivienda ha sido proyectada para ser construida con el menor coste energético posible, optimizando los sistemas constructivos convencionales. De hecho aproximadamente el 100% de los componentes son industrializados, y se han fabricado con una cantidad mínima de energía. Además, todos los materiales han sido elegidos por su bajo consumo energético.

   2.2 Uso

   Debido a sus características bioclimáticas, Carolina Eco-House tiene un consumo energético muy bajo. Además, la poca energía necesaria se obtiene de la radiación solar. 

   La vivienda se calienta por efecto invernadero, y por el calor emitido por sus ocupantes. El agua caliente se genera por medio de los captores solares térmicos integrados en la fachada sur del conjunto. La energía eléctrica se obtiene mediante captores fotovoltaicos.

   La vivienda se refresca mediante un sistema arquitectónico geotérmico subterráneo, y no necesita ningún sistema mecánico de refresco, por lo que no consume energía.

   2.3 Desmontaje

   Todos los componentes utilizados se pueden recuperar con facilidad, con el fin de ser reparados en caso de deterioro y ser utilizados de nuevo, de forma indefinida.

   Finalmente, después de varios ciclos de reutilización-reparación continuada, y cuando los componentes alcancen un elevado nivel de deterioro y no se puedan volver a utilizar, se pueden reciclar, y de este modo, se pueden fabricar nuevos componentes y volver a colocarlos, de forma indefinida.

   El desmantelamiento es muy sencillo. Consume muy poca energía, ya que solo hay que quitar las piezas, una a una, en orden inverso a como se han colocado en el montaje.

3. Utilización de fuentes energéticas alternativas

   Se han incorporado captores solares térmicos para generar agua caliente, y captores solares fotovoltaicos para generar electricidad.

4. Disminución de residuos y emisiones

   La vivienda no genera ningún tipo de emisiones ni residuos.

5. Mejora de la salud y el bienestar humanos

   Todos los materiales empleados son ecológicos y saludables, y no tienen ningún tipo de emisiones que puedan afectar la salud humana. Del mismo modo, la vivienda se ventila de forma natural y aprovecha al máximo la iluminación natural, creando un ambiente saludable y proporcionando una mejor calidad de vida a sus ocupantes.

6. Disminución del precio de la vivienda y su mantenimiento

   Carolina Eco-House ha sido proyectada de forma racional. La mayoría de sus componentes son industrializados, eliminando partidas superfluas, innecesarias o gratuitas, lo cual permite su construcción a un precio muy reducido, a pesar de sus características ecológicas.

   Del mismo modo, apenas necesita mantenimiento: limpieza habitual, y tratamiento bianual de la madera a base de lasures.

7. Autosuficiencia de alimentos

La vivienda dispone de varios huertos biológicos, que proporcionan alimentos básicos a sus ocupantes. El clima mediterráneo de Málaga permite varios cultivos al año de cereales, leguminosas frutas y verduras. Y la superficie cultivable es más que suficiente para alimentar a los ocupantes de la vivienda, y a los animales de la pequeña granja que dispone. Hay que señalar que las aguas negras se utilizan para generar “compost” para la huerta y el jardín, con la ayuda de las cenizas generadas por la caldera de biomasa, y un compostador ubicado al exterior de la vivienda.

8. Sistema estructural prefabricado

La estructura de la vivienda se ha realizado a base de paneles de hormigón armado, que permite el desmontaje total de la vivienda, con el fin de facilitar la reparación o reutilización de todos sus componentes, incluida la propia estructura.

9. Eliminación integral de residuos

La vivienda se ha construido sin generar residuos, ya que los pocos residuos generados se han utilizado en la construcción de la misma. Por otro lado, los residuos orgánicos que se generan durante el uso de la vivienda se gestionan de forma óptima y se utilizan para hacer “compost” que sirva de abono para los huertos circundantes. Por otro lado, las aguas negras se tratan convenientemente, y se utilizan igualmente, para abono de dichos huertos.

10. Cubierta ajardinada con especies autóctonas

El jardín de la cubierta ajardinada se ha proyectado a base de especies vegetales autóctonas de la región, sin apenas consumo de agua. La cubierta vegetal de la vivienda simboliza y muestra como en cualquier terreno se puede construir con una ocupación del 100%, y al mismo tiempo, garantizar una zona verde del 100%.

11. Estimular el bienestar y la felicidad de los ocupantes de la vivienda

Desde un punto de vista físico, emocional y psicológico, se pueden identificar un conjunto de patrones generales, capaces de garantizar el bienestar y la felicidad de las personas. Estos patrones se han tenido en cuenta, de forma exhaustiva, en el diseño de Carolina Eco-House, que de este modo se convierte en una caja de resonancia, capaz de fomentar y amplificar la felicidad de sus ocupantes.

• Estabilidad térmica
• Variación térmica estacional
• Luz natural
• Simplicidad tecnológica y mínimo mantenimiento
• Materiales naturales
• Diseño arquitectónico simple y no monótono
• Colores apropiados
• Sentido de seguridad y privacidad
• Belleza
• Ausencia de elementos patógenos
• Transpirabilidad (ventilación natural continuada)
• Fomentar las relaciones humanas
• Autosuficiencia (energía, agua, alimentos)

Luis De Garrido Architects

Dream Green Architecture

Luis De Garrido

Máster en Arquitectura. Máster en Urbanismo. Doctor Arquitecto. Doctor Informático. Doctor en Historia del Arte. Doctor Honoris Causa por la Universidad San Martín de Porres.

www.luisdegarrido.com info@luisdegarrido.com

00 34 96 322 33 33

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