| 6

CAPÍTULO 1

Arquitectura de alta eficiencia energética y arquitectura deconsumo energético cero

Los enormes intereses económicos existentes en nuestra socie-dad han distorsionado por completo el concepto de “desarrollosostenible” en general, y el concepto de “arquitectura sosteni-ble” en particular.

La sociedad demanda una alternativa más ecológica para nues-tro desarrollo económico y social, pero los estamentos econó-micos y políticos no están dispuestos a hacerlo, ya que su inte-rés prioritario es conseguir lucro económico. Por ello, en lugarde desarrollar estrategias alternativas de desarrollo, con la fina-lidad de no seguir impactando en nuestro ecosistema natural,se siguen utilizando las mismas estrategias de siempre, peroconvenientemente maquilladas para aparentar ser más ecológi-cas, y por tanto ser aceptadas por la sociedad. A este engañoinicialmente se le denominó “green washing”, quizás con laesperanza de que, denominándolo así, estas acciones engaño-sas se detendrían. Sin embargo no ha sido así. En la actualidadprácticamente la totalidad de las supuestas acciones ecológicasque se realizan, son engañosas. De hecho, la sociedad generalpercibe en la actualidad que “el mayor peligro de la sostenibili-dad es la sostenibilidad”.

El sector de la construcción es quizás donde más se ha distor-sionado el concepto de “sostenibilidad”, y donde más desinfor-mación se ha generado. De hecho se han acuñado ciertas defi-niciones y ciertos conceptos que aparentan referirse a unacosa, y en realidad son otra. En este sentido tanto el conceptode “arquitectura respetuosa con el medio ambiente”, o el con-cepto de “arquitectura sostenible”, parecen insinuar una arqui-tectura que no impacta a la Naturaleza, cuando en realidad sim-plemente se le han realizado unos pequeños cambios insustan-ciales que, en el mejor de los casos, apenas reducen su impac-to medioambiental en un porcentaje insignificante (en otroscasos en realidad se aumenta su impacto medioambiental). Lomismo ocurre con otros conceptos más concretos como es elcaso de “arquitectura de alta eficiencia energética”, o el con-cepto de “arquitectura de consumo energético cero”.

El concepto de “arquitectura de alta eficiencia energética”,parece insinuar una arquitectura que apenas consume energía,sin embargo en la mayoría de los casos simplemente se hareducido su consumo en un porcentaje insignificante, y debidosimplemente a la sustitución de algunos artefactos, especial-

mente de iluminación y de calefacción. Como es de esperar, elresultado es una arquitectura más cara, y cuyo incremento deprecio se justifica por medio de largos periodos de amortizacióndel sobrecoste inicial (mal denominado “inversión”). Enmuchos casos se deben esperar hasta dos o tres generacioneshumanas para que el coste de inversión inicial llegue a seramortizado. Además, para cuando el sobrecoste inicial se haamortizado, los artefactos inicialmente incorporados han supe-rado con creces su vida útil, se han convertido en residuos, yhan debido ser sustituidos por otros nuevos.

El concepto “arquitectura de consumo energético cero”, pareceinsinuar una arquitectura que no consume energía, sin embargola realidad es que se trata de una arquitectura no mejorada, y

7 |

CAPÍTULO 2

Estrategia de diseño para obtener una arquitectura de con-sumo energético cero

Como se ha dicho, lo más importante para conseguir una “ar-quitectura de consumo energético cero”, es reducir al máximola energía consumida por un edificio. De este modo, la cantidadde artefactos generadores de energía será la menor posible, yel precio de los edificios se puede disminuir al máximo.

Para reducir al máximo el consumo energético de un edificiodeben realizarse las siguientes acciones:

1. Proyectar el edificio de tal modo que tienda a autorregu-larse térmicamente, debido tan solo a su diseño.

2. Proyectar el edificio de tal modo que, durante el día, todas susestancias se iluminen adecuadamente con la radiación solar.

3. Diseñar el edificio para disminuir al máximo sus pérdidasenergéticas, asegurando una determinada inercia térmica.

con más o menos el mismo consumo energético habitual, perorepleta de artefactos generadores de energía, de modo que laenergía generada por estos artefactos coincide con la consumi-da por el edificio. Esta práctica habitual es el resultado del pocoesfuerzo realizado por el arquitecto a la hora de hacer su traba-jo, y el enorme esfuerzo mediático de las empresas vendedorasde artefactos. Es resultado es una arquitectura mala y muy cara,repleta de “aditivos tecnológicos”. Unos aditivos tecnológicosque por cierto tienen una vida útil muy baja, apenas 20 años, porlo que se convierten rápidamente en residuos caros.

Sin embargo, es perfectamente posible conseguir una verdade-ra “arquitectura de consumo energético cero” a muy bajo pre-cio, invirtiendo lo términos.

En primer lugar debe realizarse un optimizado diseño bioclimá-tico del edificio, para que tenga la menor necesidad posible deartefactos. En segundo lugar, los pocos artefactos necesariosdeben elegirse convenientemente, y deben ser utilizados lamenor cantidad de tiempo posible. Con ello, no se incrementael precio de los edificios y se satisfacen plenamente las necesi-dades de sus ocupantes.

| 8

4. Diseñar el edificio para que tenga la menor necesidad posi-ble de mantenimiento.

5. Reducir al máximo la cantidad de artefactos consumidoresde energía.

6. Educar a los usuarios del edificio para que satisfagan susnecesidades con el menor consumo energético posible.

Teniendo en cuenta estas acciones se puede obtener un edificiocon el menor consumo energético posible, por lo que se puededisminuir al máximo la dimensión de los artefactos tecnológicossuministradores de energía necesarios, y con ello conseguir unedificio con consumo energético cero, al menor coste económi-co posible.

Por ello conviene analizar con más detalle cada una de estasacciones:

1. Diseñar el edificio de tal modo que tienda a autorregularsetérmicamente, debido tan solo a su diseño.

Es posible diseñar un edificio de tal modo que, por sí mismo, secaliente en épocas frías, y se enfríe en épocas cálidas, de talmodo que la temperatura y humedad de su interior se manten-gan en todo momento dentro de la zona de confort humano.Todo ello simplemente tomando las correctas decisiones dediseño, y sin la ayuda de artefactos tecnológicos. Para lograr este objetivo el arquitecto debe elegir en primerlugar los parámetros básicos de su edificio (masa, porosidad desus envolventes, factor de forma, tipología arquitectónica, …),y a continuación las estrategias arquitectónicas bioclimáticasnecesarias. De este modo es posible, en muchas ocasiones, obtener un edi-ficio que proporcione el adecuado confort térmico a sus ocu-pantes sin necesidad de artefactos tecnológicos. No obstante,es posible que, en algunos casos y por diversas razones, uncorrecto diseño no sea suficiente y se necesite la ayuda de latecnología. En estos casos el objetivo sería disminuir al máximoel tamaño, potencia y precio de los dispositivos tecnológicosnecesarios, y hacer el menor uso posible de los mismos. Como quiera que sea lo primero que debe hacerse con el obje-tivo de realizar un edificio de consumo energético cero es dise-ñarlo de tal modo que se necesite el menor consumo energéti-co posible para su acondicionamiento térmico.

9 |

2. Proyectar el edificio de tal modo que, durante el día, todas susestancias se iluminen adecuadamente con la radiación solar.

Este objetivo es muy fácil de cumplir. En la mayoría de las oca-siones es posible elegir una correcta tipología arquitectónica ydisponer las estancias de un edificio, de tal modo que la radia-ción solar penetre en todas las estancias del edificio con la in-tensidad necesaria. No obstante, es posible que, en algunoscasos, un correcto diseño no sea suficiente y se necesite ilumi-nación artificial. En estos casos el objetivo sería disminuir al má-ximo el tamaño, potencia y precio de los dispositivos tecnológi-cos necesarios, y hacer el menor uso posible de los mismos.

3. Diseñar el edificio para disminuir al máximo sus pérdidasenergéticas.

Para entender adecuadamente este apartado debe realizarsepreviamente una aclaración. Habitualmente se entienden lasperdidas energéticas como las pérdidas de calor del interior deledificio. Y esto es así porque la mayor parte de los estudios rea-lizados sobre este tema se han realizado en climas predominan-temente fríos. En estos climas fríos se debe proporcionar calor(energía) al interior del edificio para asegurar el confort de susocupantes, y por ello se deben tomar las medidas oportunascon el fin de disminuir al máximo las pérdidas energéticas delinterior.

Sin embargo, lo mismo ocurre en los climas predominantemen-te cálidos en los que se debe evitar que el calor del exterior(energía) entre en el interior del edificio, que debe mantenersefresco con el fin de asegurar el confort de sus ocupantes. O loque es lo mismo deben disminuirse al máximo las ganancias tér-micas del exterior.

Por ello, y de forma generalizada, debe entenderse como “per-didas energéticas” tanto las pérdidas de calor del interior de losedificios (cuando en el exterior hace mas frio que en el interior),como las ganancias no deseadas de calor del exterior (cuandoen el exterior hace más calor que en el interior).

Teniendo en cuenta esta aclaración, para calcular las pérdidasenergéticas interiores (o ganancias exteriores) de un edificiodebe seguirse una formula muy sencilla:

Q = Σ Si * Ki

Si la superficie construida a base de un determinado material

Ki el coeficiente de transmisión térmica del material

La fórmula indica que las pérdidas energéticas de un edificioson el sumatorio de las pérdidas energéticas por cada una delas caras, compuesta por un determinado material. Por tanto,un edificio tendrá tanto más pérdidas energéticas cuanto mayorsea su superficie de contacto con el exterior (S↑ → Q↑), o cuan-to menos aislante sea dicha superficie. (K↑ → Q↑).

Por todo ello, para reducir al máximo las pérdidas energéticasde un determinado edifico el arquitecto debe determinar en pri-mer lugar su factor de forma, y a continuación determinar elnivel de aislamiento de sus envolventes arquitectónicas.

El factor de forma de un edificio es la relación entre su superfi-cie exterior y su volumen (ff = S / V). Por tanto, para reducir al

| 10

En este sentido, en climas templados el coeficiente de formapuede ser elevado (es decir la forma puede ser cualquiera, peroconforme los climas son más fríos o más calientes, el coeficien-te de forma de los edificios debe reducirse de forma proporcio-nal. En climas extremos (muy cálidos o muy fríos) la forma delos edificios debe ser lo mas compacta posible. En todo caso, laforma generalizada para cualquier tipo de edificio deba sersiempre mas alargada en la dirección este-oeste, y más estre-cha en la dirección norte-sur. Todo ello con el fin de aprovecharal máximo la radiación solar en climas fríos, y de protegerse almáximo de la misma en climas cálidos.

Una vez que se ha elegido el coeficiente de forma más adecua-do para un determinado edificio, la segunda acción que debeadoptarse es determinar la capacidad de aislamiento de todas ycada una de las caras de su envolvente arquitectónica.

Como se ve, las formas piramidales tienen un coeficiente deforma muy malo (por tanto tienen grandes pérdidas energéti-cas), las formas cubicas tienen un coeficiente de forma tambiénmalo, y las formas esféricas, son las que mejor coeficiente deforma tienen (y por tanto son las que menos pérdidas energéti-cas tienen). Esta es la razón de que los iglúes, construidos enclimas muy fríos, tengan forma semiesférica (para evitar pérdi-das energéticas), y de que esta misma forma semiesférica abun-de en las construcciones a base de tierra o adobe en climas muycálidos (para evitar ganancias energéticas).

Las formas alargadas, irregulares y complejas pueden llegar atener un elevado coeficiente de forma, y por tanto sus pérdidasenergéticas pueden llegar a ser muy elevadas. Por ello, a la horade diseñar un edificio en primer lugar debe elegirse convenien-temente su coeficiente de forma.

máximo las pérdidas energéticas de un edificio debe disminuir-se al máximo su factor de forma, o lo que es lo mismo, su formadebe ser lo más compacta posible, y cuanto más cercana a una

Cuerpo Largo α Área Volumen Relación SA/V Relación SA/V para

un volumen unitario

Tetraedro

Cubo

Octaedro

Dodecaedro

Icosaedro

Esfera

esfera mejor. Para justificar esta afirmación, a continuación seproporcionan el valor del factor de forma de algunas figurasgeométricas comunes:

11 |

4. Diseñar el edificio para que tenga la menor necesidad posi-ble de mantenimiento.

El bombardeo mediático de las empresas fabricantes, en conni-vencia con políticos oportunistas, está fomentando en la actua-lidad un modelo de fabricación y consumo denominado “obso-lescencia programada”. Este modelo incita a consumir alimen-tos, materiales, objetos y artefactos cuya fecha de caducidadestá previamente programada. Todo ello con la única finalidadde aumentar el consumo del ciudadano y de aumentar al máxi-mo el beneficio económico, aunque se maquilla con otras razo-nes (salud, últimos avances, mejora, etc…).

Esta estrategia da como resultado un mantenimiento muy carode cualquier objeto o artefacto fabricado. Un ejemplo caro seríala industria del automóvil.

El precio del automóvil se está reduciendo de forma progresivaen los últimos años con la finalidad de que sea muy accesible alciudadano común. De hecho las empresas fabricantes tienencada vez menos margen de beneficios por cada unidad vendida.Sin embargo ésta pérdida de beneficios queda ampliamentecompensada por los beneficios obtenidos con otras tres estra-tegias perfectamente programadas desde un inicio: 1) debido aun aumento de las unidades vendidas (se saca menos beneficiopor cada automóvil vendido, pero se venden mas). 2) Debido asu “obsolescencia programada” (el automóvil ha sido diseñadopara no dar problemas en periodo de garantía, pero para tener

muchos problemas una vez superado el plazo de tiempo previa-mente programado. De este modo se obliga al ciudadano adesechar su automóvil, y comprar otro. Esto aumenta el bene-ficio de las empresas. 3) Debido al elevado coste económicopara su mantenimiento (el concesionario gana menos en laventa de un automóvil pero lo compensa en las obligatorias, ycada vez más caras, revisiones de mantenimiento. De estemodo se obtiene para el concesionario el beneficio que no tuvoen la venta. Si un ciudadano no hace estas costosas revisiones,o las hace en otro taller, pierde la garantía, y la obsolescenciaprogramada aumenta su efectividad: el usuario se ve obligado acambiar de automóvil con anterioridad).

Como resultado del análisis del ejemplo del automóvil se tieneque la actual actividad de fabricación de objetos y artefactoscon obsolescencia programada, da como resultado un incre-mento del mantenimiento, porque allí es donde se obtiene unmayor beneficio. Y esta actividad es diametralmente opuesta ala que se debe realizar para lograr un desarrollo humano enequilibrio con la Naturaleza.

El caso de la construcción sigue los mismos pasos de la indus-tria del automóvil. Los edificios se construyen apenas para quemantengan sus características en el lapso de tiempo que la leyexige responsabilidades a los constructores, y superado estetiempo los edificios empiezan a deteriorarse cada vez más, exi-giendo un elevado mantenimiento, y por tanto necesitando el

| 60

61 |

1. Solución Arquitectónica

La vivienda se ubica en suelo rural protegido, en el municipioLa Guardia, en Toledo.

Los propietarios desean vivir de forma completamente aisla-da y en medio rural, en un hábitat completamente integradoen la Naturaleza. Por ello la vivienda debe ser completamen-te autosuficiente, y debe generar la energía, el agua y los ali-mentos que puedan necesitar sus ocupantes.

La vivienda dispone de dos alturas y su estructura es triparti-ta. En la planta baja se sitúan la cocina, el dormitorio princi-pal (con baño y vestidor), el dormitorio de invitados (conbaño y vestidor), el salón y el aseo de cortesía. En la primeraplanta se ubican dos dormitorios y un baño común.

La vivienda se dispone en dirección este-oeste con la finalidadde aprovechar al máximo la radiación solar en invierno, y depoder disponer las protecciones solares más efectivas en vera-no. Del mismo modo, la piscina se dispone de forma ortogo-nal, empotrándose en el centro de la vivienda (parte de la pis-cina penetra hasta el salón), proporcionando a la viviendaforma de cruz. Debido a que el clima de Toledo es muy seco,la masa de agua de la piscina se utiliza en el interior de lavivienda como sistema complementario de refresco en verano.

La estructura arquitectónica de la vivienda proporciona unalto nivel boclimático, y permite que se autorregule térmica-mente todos los días del año, manteniendo una temperaturainterior estable, sin necesidad de utilizar artefactos electro-mecánicos de acondicionamiento. Por ello, la vivienda debeser capaz de reconfigurarse de forma sencilla continua, paraque se comporte de forma adecuada, tanto en invierno (gene-rando calor por si misma), como en verano (generando fres-co por si misma). El espacio central, a doble altura es el máxi-mo responsable de este correcto funcionamiento, generando

el fresco que la vivienda necesita en verano (por medio delsistema de refresco arquitectónico, y del sistema de pulveri-zación y evaporación de agua), y la mayor parte del calor quenecesita en invierno (por efecto invernadero). En verano secierran por completo las contraventanas exteriores del sur, yla vivienda se ilumina por medio de la radiación solar indirec-ta del norte (de este modo, se ilumina de forma natural, perose calienta). En cambio, en invierno, se abren completamentelas contraventanas del sur, y la vivienda se convierte en unenorme invernadero, aprovechando al máximo la radiaciónsolar, y calentándose por sí misma.

2. Innovaciones más destacadas

- Autosuficiencia de aguaSanto Niño Eco-House es autosuficiente en agua. Es decir, nonecesita conectarse a los sistemas de suministro de aguamunicipales.

- Autosuficiencia energéticaLa vivienda es autosuficiente de energía. Es decir, no está conec-tada a los sistemas de suministro de electricidad municipales.

- Autosuficiencia de alimentosLa vivienda dispone de varios huertos biológicos, que propor-cionan alimentos básicos a sus ocupantes. El clima mediterráneopermite varios cultivos al año de cereales, leguminosas frutas yverduras. Y la superficie cultivable es más que suficiente paraalimentar a los ocupantes de la vivienda, y a los animales de lapequeña granja que dispone. Hay que señalar que las aguasnegras se utilizan para generar “compost” para la huerta y el jar-dín, con la ayuda de las cenizas generadas por la caldera de bio-masa, y un compostador ubicado al exterior de la vivienda.

- Sistema estructural prefabricado La estructura de la vivienda se ha realizado a base de panelesde hormigón armado, que permite el desmontaje total de la

Santo Niño Eco-House 2013

Juan GordilloLa Guardia. Toledo

235'18 m2

260.000 euros

| 66

Alzado este

Alzado oeste

67 |

| 68

69 |

| 80

81 |

La vivienda ESSENTIAL Eco-House se enmarca en el proyectode investigación 33 VIP BIP, y se ha proyectando inspirada enel simbolismo personal y social de Angela Merkel, y pretendeser su vivienda ideal, capaz de satisfacer todas sus necesida-des, aspiraciones y sueños, y servir de caja de resonanciapara potenciar su felicidad.

Del mismo modo, el proceso de diseño utilizado ha logradouna síntesis perfecta entre las necesidades de sus ocupantes,con las necesidades medioambientales, dando lugar a unaarquitectura perfectamente integrada en el ecosistema natu-ral. En definitiva se pretende proyectar una vivienda modéli-ca, de ensueño, que sirva de referencia e inspiración a gene-raciones futuras.

ESSENTIAL Eco-House está ubicada en un terreno al lado deun lago, en el paraje favorito de Angela Merkel, en Templin, alnorte de Berlín. El terreno es plano y boscoso, y se encuen-tra ligeramente elevado respecto de la playa del lago.

La vivienda consta de tres plantas. La planta baja alberga laszonas de día de la vivienda, las salas de máquinas y los espa-

cios para almacenar agua y comida. La planta primera alber-ga dos dormitorios. La planta ático alberga un estudio y dosespacios para el cultivo de flores de interior.

La vivienda es autosuficiente en agua, en alimentos y en ener-gía, y dispone de un conjunto de captores fotovoltaicos paragenerar toda la energía eléctrica que necesita. Parte de estaenergía eléctrica se necesita para activar una bomba de calorgeotérmica, que alimenta un sistema de climatización porsuelo radiante, que complementa el funcionamiento bioclimá-tico de la vivienda, creando un entorno térmico perfectotodos los días del año, sin consumo energético.

Todas las estancias de la vivienda se iluminan y ventilan deforma natural. Del mismo modo, su especial diseño bioclimá-tico proporciona un acondicionamiento térmico natural a susocupantes, sin consumo energético.

Todo ello proporciona un marco ideal para lograr el máximonivel de bienestar y de felicidad para los ocupantes de lavivienda.

Essential Eco-House Vivienda autosuficiente y ecológica para Angela Merkel

33 VIP BIP Project 2013

Berlin. Alemania402'38 m2

685.500'76 euros

Fachada sur interna

| 86

Fachada sur

87 |

Fachada norte

Esquema de autosuficiencia energética

89 |

| 90

91 |

93 |