Lumenhaus Virginia Tech (EEUU)

Solar Decathlon Madrid 2010 casa 12.

La Universidad Virginia Tech de Estados Unidos, acudió al Solar Decathlon 2010 de Madrid con su propuesta de vivienda Lumenhaus. Esta propuesta resultó ser la gran vencedora de entre las 17 concurrentes al Solar Decathlon de Madrid 2010. La vivienda Lumenhaus ya fue presentada en el Solar Decathlon 2009 en EEUU en la que no ganó. El volver a presentar el modelo en la edición de 2010, le permitió mejorar su competitividad y resultar vencedora del concurso en España.

Lumenhaus

 

Estructura y materiales de la vivienda

La planta de Lumenhaus es rectangular y alargada, con amplios ventanales al norte y al sur y más reducidas al este y al oeste. Esta estructura tan alargada la convierte en fácilmente desplazable por un camión de transporte, tal como si fuera un contenedor.

Lumenhaus esta inspirada en la casa Farnsworth del arquitecto de la Bauhaus, Mies Van Der Rohe, la cual se caracteriza principalmente por contar con muros externos de vidrio. La única separación visual entre el interior y el exterior de esta vivienda es una cortina que se puede abrir o cerrar según la necesidad de luz y privacidad de cada momento. Tampoco cuenta con separaciones entre los distintos espacios dentro de la vivienda a excepción del baño. La Lumenhaus sigue en buena medida este concepto, ya que cuenta con amplios ventanales en todas sus fachadas, sobretodo en el norte y en el sur. De esta forma la casa queda visualmente abierta creando una continuidad entre el interior y el exterior.

Lumenhaus carece también de separaciones internas, a excepción del baño, formando un espacio mayormente unitario. Existe, no obstante, la opción, para aquellos que deseen contar con separaciones, de colocar un muro móvil a fin de conferir privacidad al dormitorio.

Los grandes ventanales de las fachadas norte y sur de la vivienda, en vez de contar con cortinas como en la casa en la que se inspira, cuentan con un sistema denominado eclipsis. Este sistema está compuesto por una serie de paneles que corren horizontalmente sobre unos raíles, los cuales, controlados por un dispositivo central, se abren o cierran de forma automática en función de las condiciones meteorológicas.
cara sur Lumenhaus

Vista de la cara sur de la vivienda con el panel metálico cerrado

El primer panel, el más próximo a la casa, esta conformado de policarbonato relleno de aerogel. Su función es la de hacer de aislante térmico, es decir, conservar del calor o el frescor en el interior de la vivienda. Al ser translúcido, tienen también la capacidad de dejar pasar la luz solar, difuminándola y permitiendo una iluminación natural en el interior de la vivienda. Este panel cuenta con LEDS en su interior capaces de cambiar su tonalidad. Esto permite cambiar la coloración de la luz que filtra al interior de la casa, para así crear atmósferas particulares, al gusto del habitante.

paredes Lumenhaus

Carta norte de la vivienda. El muro blanco que se ve en el centro de la imagen es el panel aislante

El segundo panel esta compuesto por una gran superficie de acero inoxidable con agujeros circulares cortados con láser. Es el encargado de, una vez que está cerrado, proveer de sombra al interior de la vivienda permitiendo el paso de algo de luz al interior. También permite a los habitantes de la casa ver el exterior sin ser vistos.

panel metalico por fuera

Vista externa del panel metálico

panel metalico por dentro

Vista del panel metálico desde el interior de la casa

Estrategias pasivas y activas de climatización

La vivienda cuenta con una estación meteorológica que mide constantemente las condiciones ambientales externas. Los datos obtenidos por ella, junto con los de los boletines de predicción meteorológica obtenidos de forma externa, van directamente a un controlador central, que es el que activa o desactiva los dispositivos de climatización, tanto pasivos como activos, para así adoptar en cada momento la estrategia más conveniente para garantizar un adecuado bienestar térmico en el interior de la vivienda.

En el caso de los paneles del sistema eclipsis, estos se abren o cierran en función de las necesidades de la casa, para lograr una ganancia de calor solar o evitarla, constituyendo esto la climatización solar pasiva.

En verano y en las épocas del año de temperaturas agradables, la fachada orientada al sur se cierra con el panel metálico, con lo que se evita la ganancia excesiva de calor solar permitiendo el paso de luminosidad. Por el contrario, en la fachada norte los dos paneles quedan abiertos para permitir una ventilación natural. También la ventana de la cara oeste del edificio tiene la capacidad de oscurecerse para evitar el aporte excesivo del calor de las tardes de verano. Esta fue la combinación que más se pudo ver durante la exposición de Solar Decathlon durante el cálido mes de Junio de Madrid.

Vista cara norte Lumenhaus

Ventanal de la fachada oeste del edificio

En invierno, en cambio, los paneles metálicos permanecen mayormente abiertos para permitir la mayor cantidad de ganancia solar posible, mientras que los paneles aislantes de la cara norte se cierran para evitar la pérdida de calor. Por su parte, dependiendo de la disponibilidad de radiación solar y de otros factores, el panel aislante puede abrirse en la cara sur para dejar pasar la luz solar en invierno y de esta forma calentar la vivienda.

El suelo esta constituido de hormigón/concreto que hace las veces de masa térmica, almacenando el calor solar ganado en invierno a través de los ventanales y temperando las altas temperaturas en verano.

Pese a que todo el sistema de climatización esta automatizado, también existe la opción de que sea el habitante de la vivienda el que controle los distintos dispositivos de aclimatación según sea su gusto. Tanto el sistema de climatización así como los datos del consumo de energía, puede ser manejado manualmente con una pantalla integrada en la vivienda y cuenta también con una aplicación para que se pueda hacerse a través de un iPhone.

Cuando las estrategias pasivas no son suficientes, la vivienda cuenta con sistemas de climatización activos que permiten alcanzar las condiciones ambientales adecuadas.

El más importante de ellos son las bombas de calor, una aire-aire y otra agua-aire, siendo la electricidad necesaria para hacerlas funcionar la proporcionada por los paneles solares fotovoltaicos. En ambos casos, la fuente de energía primaria que extraen es la geotérmica. Estas bombas emplean la temperatura constante del subsuelo para enfriar en verano y para calentar en invierno.

Para calefactar activamente la vivienda, se emplea la técnica del suelo radiante, por la cual se dispone una serie de tuberías por el subsuelo de la casa por las que se hace circular agua caliente. Este sistema de calefacción calienta directamente a las personas y los objetos, pero no tanto el aire, resultando muy agradable a la vez que eficiente, ya que evita que se creen corrientes de aire convectivas que hagan perder energía a la casa.

Sistema solar fotovoltaico

Para obtener la electricidad necesaria tanto para la climatización como para la activación de los dispositivos electrónicos, la vivienda Lumenhaus cuenta con paneles fotovoltaicos en la cubierta de la vivienda. También cuenta con algunas células fotovoltaicas adicionales a modo de toldos en la fachada norte de la casa.

paneles fotovoltaicos

Vista de la fachada sur de la vivienda, con la cubierta de paneles fotovoltaicos y el toldo

Estos paneles son de doble superficie receptora, es decir, que en vez de estar insertados en una caja con el fondo de chapa de metal, este es transparente, de manera que la luz que los traspasa y que no se ha transformado en electricidad, se refleja en la cubierta de la casa y vuelve a atravesar los paneles fotovoltaicos, lográndose así, según los diseñadores de la vivienda, un mayor índice de conversión de luz en electricidad.

panel translucido

Panel solar translúcido de la casa lumenhaus

También estos paneles cuentan con un soporte móvil que los inclina más o menos según la posición del Sol. De esta forma, en función de la altura del Sol en el cielo, los paneles aumentan o disminuyen su inclinación, para lograr que la cantidad de radiación solar sea mayor que si estuvieran fijos.

Para hacer un uso más eficiente de la energía eléctrica obtenida, se procura que la iluminación sea lo más optimizada posible. Así durante las horas del día, la casa capta la suficiente luz natural para que no sea preciso el uso de ningún dispositivo eléctrico artificial para obtener luz. En este sentido el panel aislante translúcido del sistema eclipsis juega un papel fundamental. Durante la noche lámparas fluorescentes y LEDS de alta eficiencia hacen un uso muy efectivo de la electricidad

Captación de agua de lluvia y reciclado de aguas grises.

A la par que la vivienda es energéticamente eficiente, Lumenhaus también busca hacer un uso altamente responsable del agua. Para ello el techo está diseñado de forma adecuada para recolectar el agua de lluvia. Después esta pasa por un filtrado que la convierte en potable. También la vivienda busca un reaprovechamiento del agua ya usada. Así, las aguas grises (agua de la ducha, de lavar platos y de lavar ropa) son conducidas a unos estanques externos a la vivienda, donde unas plantas acuáticas se encargan de depurarla de manera biológica. De esta forma, el agua así limpiada se puede usar de nuevo para aplicaciones en las que no se requiere que sea potable, como por ejemplo el agua de los WC.


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