KLEIN Eco-House

KLEIN Eco-House

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

Altea. Alicante. España
Doctor Arquitecto: Luis De Garrido
418’65 m2
335.200 euros

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Configuración arquitectónica

La vivienda está construida en un terreno con una importante pendiente descendente en dirección sur. Por ello se ha proyectado una vivienda escalonada y semienterrada, con tres niveles superpuestos de forma ascendente. De este modo se permiten unas vistas espectaculares en dirección sur, y se favorece que la máxima cantidad posible de radiación solar penetre hasta el último rincón de la vivienda a través de las cristaleras ubicadas únicamente en la fachada sur (la única parte no enterrada de la vivienda). Del mismo modo se generan espacios horizontales exteriores que permiten aprovecharlos al máximo (ocio y cultivo).

En el nivel inferior se ubican las estancias dedicadas a las visitas, y el acceso a la piscina. En el nivel intermedio se encuentra la cocina, el salón-comedor, y los dormitorios de la familia. En el nivel superior se encuentran los jardines principales de la vivienda, a modo de cubierta ajardinada.

Los tres niveles escalonados están íntimamente conectados con la pendiente del terreno adyacente, y se puede salir al exterior en cada nivel. De este modo la cubierta de cada nivel se confunde con el terreno circundante, y la vivienda queda perfectamente integrada en el lugar.En el centro de la vivienda se ha proyectado un gran espacio central de dos alturas, que proporciona comunicación vertical a sus ocupantes y permite la generación de corrientes de aire internas, para el refresco natural de toda la vivienda durante el verano. En invierno, este espacio central se convierte en un invernadero que permite que la vivienda se cliente por sí misma. La vivienda está semienterrada por lo que permanece a una temperatura fresca todo el año. Para aumentar la temperatura en el interior de la vivienda en invierno la vivienda se comporta como un gran invernadero. La radiación solar calienta durante el día los forjados inferiores y los muros de carga, que permanecen calientes a lo largo de la noche.
La vivienda se estructura por medio de muros de carga curvos que proyectan los espacios internos de la vivienda hacia el exterior, y al mismo tiempo acerca las zonas verdes hacia el interior, integrándola perfectamente con el terreno circundante.

El diseño de la vivienda se ha inspirado en las orquídeas y otras flores preferidas por la propietaria, así como en elementos simbólicos asociados con su vida.

1. Consumo energético cero real, al menor precio posible

Klein 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).

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). No obstante, y debido a la necesidad de protección, intimidad y seguridad de la vivienda, no es posible abrir grandes ventanas al sur (en dirección a la calle). Por ello se ha incorporado un sistema de calefacción por suelo radiante solar (sin caldea de apoyo) para calentar el agua de la piscina y para ayudar a calentar la vivienda. 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 Klein 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	150 w.
Ordenadores	100 w.
Iluminación leds	450 w.
Sistema de purificación	2.000 w.
Total:	8.000 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 8.000 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 4.000 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 4.000 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 4.200 w., (12 captores solares fotovoltaicos, con 350 w. pico 24 v.) instalado en la cubierta, y con un coste económico de 8.500 euros (IVA incluido). La potencia generada oscila continuamente alrededor de los 4.000 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 Klein Eco-House (Superficie 418’65 m2) es muy reducida (22’82 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 = 10’46 kwha/m2
Placa de inducción	900 w. * 2 h. * 365 = 657 = 1’56
Horno	2.000 w. * 0’5 h. * 365 = 365 = 0’87
Microondas	700 w. * 1 h. * 365 = 255’5 = 0’61
Lavadora	1.200 w. * 1 h. * 365 = 438 = 1’04
Televisor	150 w. * 8 h. * 365 = 438  = 1’04
Ordenadores	100 w. * 8 h. * 365 = 438 = 0’69
Iluminación (leds)	450 w. * 8 h. * 365 = 1.314 = 3’13
Depuración aguas	2.000 w. * 6 h. * 120 = 1.440 = 3’43
Energía total consumida por m2	22’82 kwha/m2

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

La estructura arquitectónica de Klein 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 si misma), como en verano (generando fresco por si misma).

En invierno se cierran las compuertas de entrada de aire frio proveniente de las galerías de refresco del subsuelo de la vivienda 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 32 m2) generan una potencia calorífica de unos 9.200 w. de media en invierno. Los días más fríos del año se activa la calefacción por suelo radiante solar. En el patio de acceso a la vivienda se han instalado 10 captores solares térmicos que generan el agua caliente necesaria para calentar la piscina y también para calentar la vivienda los días más fríos del año. 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 una entrada de aire en la zona norte (el lugar donde el aire exterior es más fresco). El aire pasa a través de un entramado laberíntico subterráneo, en donde se refresca hasta alcanzar una temperatura aproximada de unos 18-20ºc. El aire fresco se distribuye a todas las estancias de la vivienda por el espacio central de doble altura, y a través de unas rejillas situadas en el lado sur de cada habitación.Al mismo tiempo se abren las ventanas superiores, y las chimeneas solares, para dejar escapar el aire más caliente acumulado en la parte superior de las diferentes estancias de la vivienda. 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 pueden cerrar por completo las contraventanas exteriores del sur, y la vivienda se ilumina por medio de la radiación solar indirecta de la cara norte y de la parte superior del espacio central (de este modo, se ilumina de forma natural, y no se calienta). Como consecuencia la vivienda mantiene en su interior una temperatura máxima de unos 25ºc en verano, y no necesita sistemas electromecánicos de aire acondicionado.

De forma adicional el hecho de que la vivienda esté semienterrada permite que se mantenga fresca y con una temperatura estale.

4. Autosuficiencia en energía

Klein 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. Se han incorporado en la vivienda solo los electrodomésticos imprescindibles, y que además son de muy bajo consumo eléctrico.

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

4. Se ha incorporado un sistema fotovoltaico de generación de electricidad con una potencia de 4.200 w. pico, para proporcionar la poca energía eléctrica que necesita la vivienda. Los captores solares fotovoltaicos se han integrado sobre las protecciones solares de los ventanales situados en la fachada sur.

5. La vivienda dispone de un sistema de suelo radiante solar, alimentado por el agua caliente generada por 10 captores solares térmicos integrados en la cubierta.

5. Autosuficiencia en agua

Klein 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

Klein 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, Klein 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, por el suelo radiante solar y por el calor emitido por sus ocupantes. El agua caliente se genera por medio de 10 captores solares térmicos integrados en el patio de acceso a la vivienda.

   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

   Klein 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.

   

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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