Team Wuppertal, Bergische Universität Wuppertal (Alemania)

Solar Decathlon Madrid 2010 casa 6.

La Universidad de Wuppertal en Alemania concurrió al Solar Decathlon 2010 de Madrid con su propuesta de vivienda Team Wuppertal. El equipo que diseño y desarrollo la vivienda estuvo compuesto por 30 estudiantes del los departamentos de Arquitectura, Ingeniería civil y diseño industrial de dicha universidad alemana.

Muro energetico

Estructura y materiales

En planta, la vivienda se configura en tres espacios principales: un edificio central, llamado Smart Box (Caja inteligente) y dos patios a los lados de ella con orientación este y oeste respectivamente.

La casa central (Smart Box) es el lugar donde se desarrollan funciones domésticas habituales tales como dormir, asearse, trabajar, descansar, entretenerse, o almacenar productos y energía. Esta casa se dispone entre los dos denominados “muros solares” (muros norte y sur con sistemas de aprovechamiento solar activos) los cuales se prolongan más allá de la estructura de la vivienda central delimitando los patios por una de sus caras. El muro sur se prolonga en el patio este y el muro norte en el patio oeste.

La “Smart Box” de la casa tiene unas dimensiones en planta de 13 m x 23 m y una altura de 5.45m con una superficie habitable de 50 m2 divididos en dos .

casa wuppertal

Vista del patio oriental con el muro sur

Para lograr un aprovechamiento óptimo del espacio en el Smart Box, los distintos muebles (tales como escritorios, camas y armarios) se pliegan y/o rotan de manera que se puedan recoger, liberando de esta forma el espacio que ocupan, cuando no se usan. También con el fin de aprovechar mejor el espacio la casa dispone de una segunda planta. En el caso del modelo de casa expuesto en Madrid, la segunda planta estaba ocupada por un espacio para juego.

interior casa wuppertal

Interior de la vivienda

 La vivienda cuenta con amplias puertas correrizas en la planta baja en las fachadas occidental y oriental. Estas puertas permiten por un lado el transito de las personas entre el exterior y el interior así como, al ser de vidrio, el paso de la luz. A fin de dotarlas de características aislantes las puertas están compuestas por tres capas de vidrio con cámaras de aire intermedias.

El exceso de calor del verano madrileño fue una de las mayores preocupaciones de los diseñadores de la vivienda. Para evitar una excesiva ganancia de calor solar a través de los ventanales se colocaron unas cortinas por el exterior del edificio dotadas un recubrimiento de aluminio reflejante. Se prefirió colocar las cortinas por fuera, ya que de esta forma se evitaba que la luz solar atravesara el vidrio y se transformara en alguna proporción en calor dentro de la casa, como ocurriría en caso de haberse colocado las cortinas por dentro como es habitual en las viviendas.

cortina Wuppertal

Cortinas externas

 Por encima de las puertas correrizas de vidrio, el muro cuenta con 5 capas de diversos materiales cada uno con una función específica. De exterior a interior, la primera de estas capas es de tela aluminizada con funciones semejantes a las de la cortina exterior; reflejar la luz y evitar un exceso de ganancia de calor, sobretodo de cara al verano. La siguiente capa es de paneles al vacío con función aislante. La tercera capa esta compuesta por vigas de madera laminada de función estructural sustentante, el muro propiamente dicho desde el punto de vista estructural.

En la siguiente capa se encuentran materiales de cambio de fase, en torno al cual se hace circular el aire del sistema de ventilación. El material de cambio de fase tiene la función de atemperar las temperaturas y evitar los extremos, de manera que la interacción del sistema de ventilación con estos materiales ayuda a acondicionar el aire antes de introducirlo en la vivienda. La capa más interna la constituyen un panel acústico que absorbe el ruido y evita el exceso de reverberaciones. Con ello se mejora la sensación de bienestar en el interior de la vivienda.

ventana wuppertal

Vista de la vivienda desde el patio oriental. A la izquierda el muro solar norte y a la derecha las puertas correrizas.




 Estrategias de climatización activas y pasivas.

La vivienda basa su estrategia pasiva de acondicionamiento en la eficiencia y versatilidad de sus cubiertas. Un excelente aislamiento en los muros proporcionada por los paneles de vacío y por la triple capa de vidrio permite hacer a la casa mucho menos sensible a las variaciones de temperaturas en el exterior. Por su parte el material de cambio de fase permite que las temperaturas se mantengan mucho más estables y que se eviten los extremos.

La ventana y la cortina externa tienen la función de permitir una captación selectiva de la energía solar pasiva. En invierno la cortina se abre y se permite el acceso de los rayos solares al interior de la vivienda para calentarla. En verano cuando se busca evitar al máximo la captación de calor la cortina se cierra para impedir la entrada de radiación solar y el sobrecalentamiento del interior de la vivienda.

Por su parte cuando las estrategias pasivas son insuficientes para alcanzar los niveles de bienestar deseados se activa el sistema activo consistente en dispositivos de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC por sus siglas en inglés) cuyo corazón es una bomba de calor aire-aire capaz de aportar tanto aire caliente como frío.

La vivienda cuenta con diversos sensores instalados que monitorizan las variantes que determinan el bienestar interno y envían la información a la unidad de aclimatación. Esta envía las señales necesarias a los dispositivos conectados para que actúen de forma adecuada en caso de ser necesario.

Sistemas solares de la vivienda

La casa cuenta con sistemas de captación de la energía solar.

Para la obtención de electricidad se instalaron paneles solares fotovoltaicos tanto en el “muro solar” sur de la vivienda como en la cubierta del edificio.

En la azotea se instalaron 27 paneles fotovoltaicos de 235 W de potencia nominal, los cuales proporcionaban una potencia total de 6.3 Kw. 18 de estos paneles están orientados hacia el este con una inclinación de 3º, los 9 restantes están orientados hacia el este con una inclinación de 6º

La instalación fotovoltaica del muro sur consiste en 115 módulos cuadrados compuestos cada uno por células también cuadradas de 7.62 cm de lado que proporcionan una energía aproximada de 3.7 Kw. A fin de obtener un aspecto estético distintivo, este muro combinó 75 módulos policristalinos con otros 40 monocristalinos.

Muro energetico 2

Fachada fotovoltaica en el muro solar sur

 Para la obtención de agua caliente, se instalaron 6 m2 de colectores solares de tecnología de tubo de vacío, en la cara sur del “muro solar” norte. Se instalaron en vertical a fin de favorecer la captación solar en invierno y limitarla en verano. Delante de los colectores se instaló un pequeño estanque. el cual tiene una triple función; estética, de refresco en verano y como reflectante. Cuando en invierno la luz del sol tiene un ángulo de incidencia muy inclinado, el agua actual como un reflejante llegando esta luz reflejada al colector solar y transformandose en calor.

colectores solares wuppertal

Fachada de colectores solares en el muro solar norte con el estanque delante

Eficiencia energética

A fin de aprovechar de la mejor manera posible la electricidad producida, la vivienda cuenta con iluminación LED de alta eficiencia. También todos los electrodomésticos cuentan con el sello de eficiencia A ++

Los diseñadores estiman que la vivienda podrá abastecerse, ya sea directa o indirectamente a través de baterías, en un 70% con la energía del sol. Como respaldo contará con conexión a la red eléctrica. Durante el concurso Solar Decathlon de Madrid los paneles solares proporcionaron a la vivienda toda la energía que necesitaba.


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