Team Ikaros Bavaria, University of Applied Sciences Rossenheim

Solar Decathlon Madrid 2010 casa 5.

La universidad de Ciencias aplicadas de Rosenheim participó en el Solar Decathlón de Madrid 2010 con su propuesta Team Ikaros Bavaria. Esta vivienda de aspecto compacto y sobrio obtuvo la segunda mejor clasificación del certamen a solo 1 punto de la ganadora.

Fachada norte Ikaros

Estructura y materiales de la vivienda

La casa Ikaros basa su estructura constructiva en módulos prefabricados. Esto permite que la casa se pueda configurar y adaptar según sean las necesidades del propietario, añadiendo mas o menos módulos y que además sea fácil de transportar tanto en el momento de construirla como en caso de desplazamiento. La casa se puede reinstalar totalmente en un lugar nuevo en pocos días, siendo también fácil de ampliar en caso de necesidad. La vivienda expuesta en el Solar Decathlón de Madrid contaba con 4 módulos de base.

ikaros estructura

Estructura de módulos de la vivienda presentada al concurso

El material principal de construcción de la vivienda es la madera. El equipo Ikaros eligió este material como elemento constructivo ya que es orgánico, fácil de usar y una vez que haya terminado su vida útil se puede procesar y reutilizar sin dificultad.

Para el resto de materiales empleados en la vivienda, se ha buscado que todos sean naturales, renovables y reciclables. Toda la madera empleada proviene de explotaciones silvícolas sustentables. El cáñamo que fue utilizado como elemento aislante es totalmente ecológico. También la pintura del interior de la vivienda proviene de elementos orgánicos calcáreos

Por otro lado, las paredes de la vivienda cuentan con tecnología de paneles de aislamiento al vacío, también conocidos como paneles VIP, los cuales cuentan con una capa al vacío imperfecto (aire empobrecido) que reducen de forma muy importante la transmisión de calor y permiten que las paredes sean 10 veces más delgadas que una pared tradicional con la misma capacidad aislante. Esto permite un mejor aprovechamiento del espacio interior

Métodos de acondicionamiento pasivo

La vivienda basa su estrategia de acondicionamiento pasivo principalmente en su gran nivel de aislamiento. Para ello cuenta con diversos elementos en esa dirección como son; las paredes y techos basados en los paneles herméticos al vacío, las dobles hojas en los vidrios, o un sistema especial de anillo sellante hermético neumático que se encuentra en las uniones entre los módulos de las casas . Todos estos elementos permiten que las pérdidas de calor sean mínimas.

Aparte de eso, la vivienda cuenta con otro elemento pasivo fundamental situado bajo el suelo. Se trata de una capa de material de cambio de fases que ayuda a atemperar las temperaturas en el interior de la vivienda.

Contra el exceso de calor de los tórridos veranos madrileños, uno de los elementos que aparentemente más ha preocupado a los diseñadores de la vivienda, se busco reducir al máximo la ganancia de calor proveniente de la radiación solar, pero sin renunciar por ello a la luz que aporta. Para lograr esto, se diseño un panel con perfiles romboidales ajustables que se colocaron en todas las fachadas. En estos paneles se puede abrir o cerrar sus perfiles romboidales en función de cuanta luz, y por tanto calor se quiera dejar pasar.

panel protector desde fuera Ikaros

Fachada sur de la vivienda con paneles de perfiles romboidales

 Cuando estos paneles están adecuadamente cerrados, la luz solar no entra de manera directa, sino que lo hace una vez que ha rebotado en las láminas metálicas que la forman, de manera que no aporta apenas calor, sino solo una luz ya tamizada.

protector solar desde dentro

Vista del interior de la vivienda en la fachada sur. Se puede ver como entra una luz muy tamizada

 Los perfiles romboidales de este panel, se abren y cierran de forma automática en función de la estación del año de que se trate. Así en invierno se abren al máximo para permitir una mayor entrada de calor solar. También pueden abrirse de forma manual a voluntad de los habitantes de la vivienda.

Adicionalmente, como elemento a considerar dentro de la calefacción pasiva, los creadores de la vivienda han tomado en cuenta el calor corporal generado por los habitantes de la vivienda. El buen aislamiento térmico de la vivienda permite que ese calor se conserve en la casa.




Métodos de acondicionamiento activo.

La vivienda Ikaros cuenta también con sistemas activos encaminados a complementar a los pasivos en los momentos en los que estos no sean suficientes para acondicionar la vivienda.

Entre ellos destaca un sistema de enfriamiento por radiación. Este sistema consta de unos paneles situados en la cubierta por los cuales se hace circular agua que en las noches irradia su calor hacia la atmósfera. El agua al radiar su calor, se enfría y es almacenada para su posterior uso durante el día.

Una vez que ha amanecido, con las temperaturas en el exterior en ascenso, el agua enfriada la noche anterior se hace circular unos paneles situados en el techo del interior de la vivienda. Estos enfrían el aire que tienen alrededor volviéndolo más pesado y haciendo que tienda a descender refrescando toda la vivienda.

Este sistema tiene su mejor funcionamiento durante las noches despejadas ya que el cielo nocturno sin nubes absorbe muy eficientemente la radiación emitida por los cuerpos que se encuentran en la tierra. Afortunadamente los meses más calurosos en Madrid suelen ser secos y despejados con días y noches prácticamente sin nubes. Así, se da la feliz coincidencia de que los días más calurosos cuentan con noches despejadas en las cuales este sistema de refrigeración puede funcionar de manera óptima.

esquema

esquema instalación acondicionamiento activo

 Debido a los altos niveles de aislamiento con que cuenta la casa, no se producen corrientes indeseadas en su interior. Sin embargo toda vivienda debe contar con una renovación suficiente de aire que haga que este no se vuelva pesado e insalubre. Para ello, la casa Ikaros cuenta con un sistema de ventilación que proporciona aire fresco de forma constante.

Por último como complemento de los sistemas tanto pasivos como activos la vivienda cuenta con una bomba de calor, alimentada por el sistema solar fotovoltaico, que entra en funcionamiento en caso de que los otros sistemas resulten insuficientes para lograr un rango de temperatura adecuado.

Sistemas de captación solar

Toda la cubierta de la vivienda se utilizó como base para la instalación de los captadores solares térmicos y fotovoltaicos. Estos captadores se disponen en una posición casi horizontal con una ligera inclinación hacia el sur. Al contar la cubierta con una barda como prolongación de las paredes, los captadores solares quedan ocultos a la vista del transeúnte a pie de suelo. De esta forma se mantiene la pureza arquitectónica con que fue concebida la vivienda.

La inclinación de los captadores solares prácticamente horizontal no es la óptima para los propósitos de captar energía solar. Sin embargo los diseñadores de la vivienda la justifican ya que el espacio es también utilizado por el sistema de refrigeración por radiación, cuya inclinación óptima si que es la horizontal. Para compensar esto, el sistema fotovoltaico emplea unos módulos que, según señalan, producen 1/3 más de energía que los convencionales.

El sistema fotovoltaico es capaz de proporcionar hasta un cuarto más de energía que la que consumen los habitantes de la vivienda por término medio, lo que implica que su funcionamiento se hará con cero emisiones de contaminantes y sobrará energía para inyectar a la red. Anualmente la vivienda producirá de término medio 16.500 kwh mientras que el gasto será solo de 12.200 kwh al año. Se estima que esta producción de energía limpia supondrá un ahorro de 14.000 kg de Co2 al año.

La vivienda también cuenta con colectores solares que son los encargados de proporcionar el agua caliente requerida.

Eficiencia energética y consumo

Para optimizar de la mejor manera posible el uso que se hace de la energía, la vivienda cuenta con sistemas que la aprovechan al máximo. El buen aislamiento de la vivienda permite que tanto el calor generado en el interior de la vivienda (por el sol o por el calor corporal de los habitantes) como la refrigeración (sistema de refrigeración por radiación) se aprovechen al máximo, limitando de esta forma el uso de la bomba de calor a un estricto mínimo.

Por otro lado la vivienda también hace un uso lo más optimizado posible de la energía eléctrica producida. Todos los electrodomésticos son de la categoría A++, la más eficiente del mercado en el uso de la energía.

El sistema de iluminación eléctrico también es de bajo consumo. Para ello se han empleado luminarias LED, las más eficaces que existe en el mercado. Toda la instalación de iluminación de la vivienda consume solo 175W. Además la intensidad de la luz es regulable. Las secciones de actividad individual de la vivienda (Baño, dormitorio, cocina etc.) están equipadas con soluciones especiales de iluminación para tareas en particular (leer, trabajar, relajarse, fiestas, etc.).


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