CRISTINA Eco-House

CRISTINA Eco-House

Vivienda ecológica, bioclimática y autosuficiente, con consumo energético cero real a precio convencional

Valencia. España
Doctor Arquitecto: Luis De Garrido
268’11 m2
257.900 euros

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Configuración arquitectónica

La vivienda tiene una estructura muy sencilla, como la de un libro abierto, dejando mostrar su interior. En la parte central existe una enorme cubierta inclinada de forma romboidal, que sirve para generar un espacio interior a doble altura. Este espacio sirve para la comunicación vertical de las diferentes plantas, y al mismo tiempo hace las funciones de un enorme invernadero (calentando la vivienda en invierno), y un gran efecto chimenea (ayudando a refrescarla en verano).

La vivienda es dos plantas. La planta inferior es la zona de noche, y la superior, la zona de día. A su vez, la zona de día consta de tres partes. La zona central es la distribución de la vivienda, la zona este es el salón, y la zona oeste es la cocina y estudio.

1. Consumo energético cero real, al menor precio posible

Cristina 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 informado de 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 mantenimientos, sin reparaciones, sin pagar facturas de agua ni facturas de electricidad). De este modo se ha conseguido una concienciación de los ocupantes, que finalmente han rechazado la mayoría de los artefactos habituales que se suelen incorporar en las viviendas.

2. La vivienda se ha diseñado de forma muy especial para que se autorregule térmicamente y no necesite ningún artefacto de aire acondicionado, ni de ventilación.

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

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

Frigorífico	300 w. (potencia promediada)
Placa de inducción	900 w.
Microondas	700 w.
Lavadora	1.200 w.
Televisor (2)	300 w.
Ordenadores	300 w.
Iluminación leds	120 w.
Radiadores eléctricos (2)	2.000 w.
Total:	5.820 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 de 5.820 w., con un coste económico elevado. 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 3.500 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 3.500 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 3.500 w., (10 captores solares fotovoltaicos, con 350 w. pico 24 v.) instalado en la cubierta, y con un coste económico de 6.000 euros (IVA incluido). La potencia generada oscila continuamente alrededor de los 3.200 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 Cristina Eco-House (Superficie 268’11 m2) es muy reducida (28’02 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	300 w. * 24 h. * 365 = 2.628 kwh = 9’80 kwha/m2
Placa de inducción	900 w. * 2 h. * 365 = 657 = 2’45
Microondas	700 w. * 1 h. * 365 = 255’5 = 0’95
Lavadora	1.200 w. * 1 h. * 365 = 438 = 1’63
Televisor (2)	300 w. * 8 h. * 365 = 876  = 3’26
Ordenadores	300 w. * 8 h. * 365 = 876 = 3’26
Iluminación leds	120 w. * 8 h. * 365 = 350’4 = 1’30
Radiadores	2.000 w. * 6 h. * 120 = 1.440 = 5’37
Energía total consumida por m2	28’02 kwha/m2

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

La estructura arquitectónica de Cristina 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 frío proveniente de las galerías de refresco del subsuelo de la vivienda y se cierran las ventanas superiores. En invierno las protecciones solares –con un cuidadoso diseño- 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 18 m2) generan una potencia calorífica de unos 4.500 w. de media en invierno. Los días más fríos del año se pueden conectar dos pequeños radiadores eléctricos, con 1.000 w. de potencia cada uno. 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 22ºc en invierno, y no necesita sistemas mecánicos de calefacción.

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

La vivienda dispone de un depurado sistema de refresco natural. El aire más fresco del entorno de la vivienda (situado al norte-oeste) se recoge y se envía mediante un pequeño ventilador hasta unas galerías subterráneas (bajo el sótano de la parte central de la vivienda), en donde se refresca hasta alcanzar una temperatura de unos 18ºc. En la entrada de aire existen unas bandejas, conteniendo geles de sílice, para bajar su grado de humedad. El aire fresco y seco penetra a la vivienda a través de un entramado de conductos hasta las rejillas situadas en la parte sur de sus estancias. Al mismo tiempo se abren las ventanas superiores del altillo para dejar escapar el aire más caliente acumulado en la parte superior de las diferentes estancias de la vivienda. La cubierta inclinada del espacio central colabora en que el aire más caliente escape por las ventanas situadas en la parte superior de la misma. De este modo se crea una corriente de aire fresco que recorre todos los espacios de la vivienda, refrescándolos a su paso.

Todos los ventanales de la vivienda están protegidos por medio de protecciones solares horizontales y verticales, evitando que la radiación solar directa entre al interior de la vivienda, y la caliente. Del mismo modo los ventanales están equipados con protecciones solares correderas que los protegen de la radiación solar indirecta. En verano se cierran por completo las contraventanas exteriores del sur, y la vivienda se ilumina por medio de la radiación solar indirecta proveniente de la zona central y de la cara norte (de este modo, se ilumina de forma natural, y no se calienta). Como consecuencia la vivienda mantiene en su interior una temperatura máxima que oscila entre los 21ºc y los 24ºc, todos los días del año, y no necesita sistemas electromecánicos de aire acondicionado.

4. Autosuficiencia en energía

Cristina 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 y, durante el día, la vivienda se ilumina de forma natural sin necesidad de luminarias artificiales.

2. Se han incorporado en la vivienda solo 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 3.500 w. pico, para proporcionar la poca energía eléctrica que necesita la vivienda. Los captores solares fotovoltaicos se han integrado sobre la cubierta ajardinada.

5. Autosuficiencia en agua

Cristina 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). La autosuficiencia de agua se ha logrado, de forma sencilla y económica debido a varias acciones.

En primer lugar se ha concienciado a los ocupantes de la vivienda a hacer un consumo racional de agua (tan solo unos 50 litros de agua por persona y día, que es muy inferior a los 200 litros por persona y día que se consume en Estados Unidos, por poner un ejemplo).

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 se almacena en un depósito de 7.000 litros. el agua se filtra y purifica hasta convertirse en potable.

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

Cristina 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 la radiación solar (para generar agua caliente y electricidad; y proporcionar iluminación natural a todas las estancias 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 proyecto correcto 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 un 70% 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, Cristina Eco-House tiene un consumo energético muy bajo. Además, la poca energía necesaria se obtiene de la radiación solar. La vivienda dispone de un sistema fotovoltaico de generación de energía eléctrica. 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 vivienda se refresca mediante un sistema arquitectónico de galerías subterráneas, y no necesita ningún sistema mecánico de refresco, por lo que no consume energía. La poca energía eléctrica que consume la vivienda se obtiene mediante captores fotovoltaicos.

   2.3 Desmontaje

   La mayoría de 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. 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

   Cristina 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. Materiales ecológicos utilizados

1. Envolventes arquitectónicas

Consisten en muros de 4 capas

– La capa interior es un muro realizado a base de paneles y de bloques de hormigón de 20 cm. de espesor.
– En el interior de los dos muros existe una capa de aislamiento de cáñamo de 10 cm y una cámara de aire ventilada de 3 cm.
– La capa exterior está realizado a base de fábrica de ladrillo hueco de 7 cm. En algunas partes de la fachada, la hoja exterior se ha realizado a base de paneles de madera-cemento pintado, de 13 mm de espesor, instalados por medio de rastreles de madera de pino tratada con sales de boro, incluyendo una capa de aislamiento de cáñamo de 8 cm y una cámara de aire ventilada de 2 cm.

Forjado de viguetas pretensadas, y bovedillas de hormigón.

2. Acabados y carpinterías exteriores

Pintura a los silicatos. Recubrimientos a base de listones machihembrados de madera de Ipe tratada previamente únicamente con sales de boro, y tintada y tratada con lasures color caoba. Protecciones solares de madera maciza de Ipe, curada únicamente con sales de boro y tintada y tratada con lasures color caoba.

Todas las maderas utilizadas tienen un certificado de procedencia con tala selectiva y tratamiento ecológico (FSC).

3. Acabados y carpinterías interiores

Pinturas ecológicas. Solados de losetas cerámicas sin aditivos. Puertas de doble tablero aglomerado E-1 bajo en formaldehidos, chapado de madera de haya con cola blanca de carpintero, y tratado con aceites vegetales. Carpintería interior de madera de Iroco tratada con aceites vegetales.

Todas las maderas utilizadas tienen un certificado de procedencia con tala selectiva y tratamiento ecológico (FSC). Estores interiores de algodón crudo sin plastificar.

4. Cubierta

La cubierta ajardinada se ha realizado a base de tela asfáltica impermeabilizante, hormigón de pendientes de alta densidad (con elevado peso para aumentar la inercia térmica del interior del edificio), aislamiento de fibra de madera, geotextil, y una gruesa capa de tierra, compuesta por tres capas: sustrato vegetal, tierra limosa, y grava.

La cubierta inclinada se ha realizado a base de un tablero sándwich compuesto por tres hojas:

– Tablero de madera-cemento (virutas de madera con cemento) de 13 mm de espesor.
– Una capa de corcho negro triturado y compactado (procedente de cortezas de alcornoque de bosques incendiados) de 100 mm de espesor.
– Tablero de contrachapado de abedul de 13 mm de espesor.

Este tablero sándwich está recubierto mediante una tela asfáltica y teja árabe. Las vigas son de madera de Ipe tintada y tratada con lasures color caoba.

5. Conductos de agua y desagüe

Tuberías de agua de polipropileno. Tuberías de desagüe de polietileno.

6. Conductos eléctricos

Tubos de polietileno. Cables libres de halogenuros metálicos.

7. Sistema de calentamiento

El avanzado y estudiado diseño de la vivienda genera un elevado efecto invernadero. Permitiendo la incidencia de una elevada intensidad de radiación solar directa en su masa interna.

8. Sistema de ventilación

La ventilación de la vivienda se realiza de dos formas complementarias. En primer lugar las envolventes arquitectónicas son porosas y permiten una ventilación natural continuada sin pérdidas energéticas. En segundo lugar se ha dispuesto un sistema de ventilación natural a través de un conducto subterráneo que funciona a modo de intercambiador de calor natural.

9. Sistema de iluminación

Durante el día, debido al cuidadoso diseño de la vivienda, la radiación solar directa e indirecta penetra en el interior de la vivienda, hasta alcanzar todos los espacios de la vivienda, iluminándolos de forma natural.

Durante la noche la vivienda se ilumina por medio de luminarias leds.

10. Sistema de refresco

La vivienda dispone de un sistema arquitectónico de enfriamiento, que absorbe el aire exterior más fresco de la cara norte de la vivienda, y lo impulsa al subsuelo, en donde se enfría de forma natural. El aire fresco se distribuye por todas las estancias,  refrescándolas a su paso.

11. Control de la humedad ambiental

El sistema de refresco subterráneo dispone de un conjunto de bandejas que se pueden rellenar con geles de silicato, que absorben la humedad. Del mismo modo la vivienda tiene abundancia de yeso, madera y piedras calizas que absorben la humedad ambiental cuando es elevada, y ceden humedad al ambiente cuando es baja.

12. Control de emisiones

La vivienda no genera ningún tipo de emisiones.

13. Control de microorganismos

La vivienda no permite la proliferación de microorganismos, debido a la correcta elección de los acabados, y a las condiciones de ventilación natural, humedad y temperatura logradas, como consecuencia de su especial diseño bioclimático.

14. Control de las corrientes de agua subterránea

Con anterioridad al inicio del proceso de diseño se identificaron las corrientes de agua subterráneas existentes, y se evitaron.

15. Control de la radiación electromagnética

La vivienda no tiene ninguna fuente de radiación electromagnética que pueda dañar la salud.

16. Control de la ionización

La vivienda no tiene ninguna fuente de ionización positiva.

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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