Low 3 Universidad Politécnica de Cataluña, España

Solar Decathlon Madrid 2010 casa 2.

La Universidad Politécnica de Cataluña concurrió al Solar Decathlon Madrid 2010 con la propuesta de vivienda Low 3. Esta vivienda debe su nombre (low en ingles significa “bajo”) a que está diseñada basándose en los principios del bajo impacto incidiendo en tres aspectos fundamentales: bajo costo, bajo impacto ambiental en su instalación y baja huella ecológica en su vida útil.

A primera vista, la característica más llamativa de la vivienda es su aspecto externo similar al de un invernadero. LOW 3 se ha basado en las técnicas y materiales empleados en el mundo agrícola para el cultivo de plantas fuera de temporada adaptándolas para lograr condiciones ambientales adecuadas en el interior de una vivienda.

low3

 Distribución de la casa y materiales

La vivienda LOW 3 se conforma en dos estructuras, denominadas cajas, una contenida dentro de la otra. La caja externa la compone un invernadero de policarbonato que envuelve a la caja interna formada por módulos de OSB (material compuesto de conglomerado de madera) siendo estos últimos los soportes fundamentales de los espacios de habitación. En esencia se trata de una vivienda en el interior de un invernadero.

Esta particular disposición permite la creación de un microclima primario que envuelve los módulos habitables y ayuda a controlar las inclemencias climáticas externas para así lograr un ambiente interno adecuado.

estructurasLa configuración de la vivienda en dos cajas, una conteniendo a la otra, genera varios espacios intermedios entre ambas estructuras que tienen funciones habitacionales y bioclimáticas. Así, en la casa Low 3 expuesta en la villa solar, a nivel del suelo quedaban conformados dos patios. También entre el techo de la primera planta y la estructura del invernadero queda un espacio habitable que hace las veces de segunda planta o de azotea bajo el invernadero.

Estos espacios son la transición entre el exterior y el interior de los módulos habitacionales y cumplen una función bioclimática, haciendo de gradiente térmico, disminuyendo la velocidad de traspaso de calor en ambos sentidos. En determinadas épocas del año o en momentos favorables del día estos espacios son también puntos agradables para habitar, por su abundancia de luz y por su buena temperatura. La peculiar disposición del espacio intermedio en el techo permite que se pueda emplear como área de descanso, de trabajo o incluso para colocar una pequeña huerta que se pueda beneficiar de la protección del invernadero.

espacio intermedio 2

El modelo de vivienda LOW 3 fue concebido para que se pueda ampliar, reducir o modificar fácilmente (escalar) en función del cambio de necesidades de sus habitantes. Tanto la estructura de invernadero como la de madera del interior son modulares lo que permite añadir o quitar unidades para hacerla más grande, más pequeña o simplemente modificar su forma.

Una de las grandes ventajas de este concepto de vivienda de cara a su masificación es que se trata de unas estructuras y materiales ya industrializados provenientes del mundo agrícola, por lo que ya están lo suficientemente desarrollados y contrastados y su aplicación a gran escala podría ser viable desde ya mismo.

Materiales y estrategias bioclimáticas

Otra de las señas de identidad de Low 3 es su apuesta por lograr un bienestar ambiental en el interior de la vivienda por medio de técnicas de la arquitectura bioclimática, buscando siempre recurrir a materiales de costos razonables y tecnologías sencillas (lo que los desarrolladores han denominado low-tech)

Las estrategias bioclimáticas y los distintos elementos que permiten desarrollarlas son:

Las compuertas de la estructura del invernadero – La estructura de invernadero cuenta con una serie de aperturas en la parte superior e inferior del edificio que se pueden abrir o cerrar según sean las condiciones externas.

En invierno las puertas se cierran permitiendo que el calor solar obtenido se mantenga en el interior del invernadero reduciendo con ello el consumo de energía para calefacción.

Por el contrario en verano todas la compuertas se abren para así disipar el calor y generar corrientes que refresquen el interior de la vivienda. A 20 ºC se genera una brisa con una velocidad de 1 m/s y se logra reducir la temperatura del interior de la vivienda en 2 grados centígrados.

compuertas

Compuertas. Desde esta perspectiva pueden verse en primer término las compuertas de la entrada, en la parte baja y a la izquierda al fondo las compuertas de la parte alta. Por estas 2 compuertas se establece una corriente de aire refrigerante

Mallas de sombreo– situadas en la estructura del invernadero. Reducen la incidencia de la radiación solar entre un 80% y 90% y por lo tanto evitan la generación del calor en el interior del invernadero. Especialmente útil en el verano.

parasoles

Vegetación– La disposición de vegetación en diferentes puntos tanto en el interior como en el exterior de la casa, y particularmente en los patios a nivel de suelo, ayudan a rebajar la temperatura en los alrededores y sobre todo en el interior de la vivienda. Las plantas al transpirar, evaporan agua al aire lo que reduce la sensación de calor y temperatura. Los diseñadores de la vivienda estiman que las plantas instaladas en el modelo expuesto en la villa solar reducen la temperatura en aproximadamente 0.5 grados.




Difusor de agua pulverizada– Unos difusores aportan agua pulverizada al aire en los patios intermedios de la casa, lo que provoca una disminución de la temperatura ambiente en climas secos. Para un clima mediterráneo continentalizado seco como el de Madrid, donde se instaló la vivienda, los diseñadores estiman una bajada de temperatura de entre 4-8 ºC

El aislamiento térmico– Tanto en el material de policarbonato del invernadero como sobretodo el OSB de la estructura habitable son buenos aislantes que ayudan a mantener la estabilidad térmica en unos rangos agradables en el interior de la vivienda

Espacios intermedios y microclimas– Los patios a nivel de suelo y el espacio de la azotea funcionan como gradiente térmico disminuyendo la rapidez con la que el calor se intercambia entre el interior y el exterior. En definitiva ayudan a mantener un mejor aislamiento en la vivienda.

espacio intermedio 1

Captación solar selectiva– La casa esta diseñada de tal forma que se favorece de forma pasiva la captación solar selectiva. en función de las necesidades de calor que se tengan.

En invierno interesa captar toda la radiación solar que sea posible para caldear el interior de la vivienda. En estos meses la radiación solar cae con mucha inclinación lo que la permite sortear la superficie de paneles fotovoltaicos situados en la parte alta del invernadero y alcanzar el interior de la vivienda.

Por el contrario en el verano, cuando no se requiere más calor, esta misma superficie de paneles, al caer ya los rayos con mayor perpendicularidad, detienen la radiación solar a modo de toldo impidiendo el sobrecalentamiento del interior de la vivienda.

La activación o desactivación de elementos como el motor que regula las mallas de sombreo, la apertura de las compuertas o la activación de los pulverizadores esta controlado por un sistema computerizado manejable desde una pantalla en el interior de la casa. El sistema toma los datos ambientales de una estación meteorológica situada en el exterior de la vivienda.

control

Izquierda : pantalla de control, Derecha: sensores ambientales externos

 Sistemas activos

La estructura de invernadero, por su disposición a la intemperie, cumple también la función de servir de soporte material a los sistemas solares (captadores solares térmicos y fotovoltaicos)

Sistema solar térmico.

Low 3 cuenta con 3 colectores solares térmicos instalados en la fachada sur de la vivienda (fachada orientada al ecuador). Están dispuestos con inclinación vertical lo que favorece la captación solar en invierno cuando los rayos solares caen mas perpendiculares y son más débiles y limita la captación solar en verano cuando normalmente se capta más energía de la necesaria y se plantean problemas de temperaturas excesivamente altas en el interior del sistema.

colectores solars

Según cálculos de los diseñadores de la vivienda, cada colector térmico produce 943 kwh al año, lo que multiplicado por 3 colectores significa que el sistema produce al año casi 344.2 MWh de potencia. Los colectores solares son capaces de proporcionar el 87% del Agua Caliente Sanitaria requerida

Sistema solar fotovoltaico

Los paneles fotovoltaicos se sitúan en la parte alta del invernadero y no son visibles desde el nivel del suelo. El área de captación esta compuesto por 24 paneles que son capaces de proporcionar 254 Kwh al año cada uno. EN total la casa Low3 produce 6095 Kwh/año mientras que solo consume 5882 kwh de electricidad al año, resultando el balance claramente favorable. Según los datos aportados por los diseñadores, la casa produce la misma energía que la que consume.

Sistema de aclimatación experimental

En todas las estancias de la vivienda se instaló un sistema de climatización que, según se informaba en la visita, aún estaba en pruebas. Se trataba de un sistema semejante a unos radiadores dispuestos en el techo.

Según la explicación de la visita, en invierno se llenan de agua caliente y calefactan el interior de las habitaciones. Pero cuando resultan más eficaces es en verano, ya que se llenan con agua fría y bajan la temperatura del aire que tienen alrededor, haciéndolo más pesado y provocando que este tienda a descender y a refrescar por completo el interior de la estancia.

refrigeracion techos

 Sistema de recogida y reciclado de agua

Low 3 cuenta también con sistema para el reaprovechamiento de aguas grises (de lavar y de la ducha) y del agua de la lluvia. Todas estas aguas son recolectadas y almacenadas en un depósito para luego pasar a un sistema de filtrado por medio de diversos tanques de cantos rodados, arenas, vegetación y otros sistemas especiales.

El agua así tratada sirve para regar una pequeña huerta que rodea la vivienda. Esta huerta tiene las funciones de proporcionar alimentos naturales a los habitantes de la vivienda, lo que contribuye a reducir el impacto ambiental de la necesidad de traer alimentos externos, y de suponer un área verde en los entornos de la vivienda, lo que suaviza las temperaturas extremadamente cálidas en verano.

Para el solar Decathlon Madrid 2010 donde se expuso la vivienda, dada la corta duración del evento, la huerta se dispuso en cajas de plástico para facilitar la instalación y su posterior traslado una vez terminado el evento.

almacenamiento aguas grises

 

filtrado

huerta

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