Propuesta Solar Decathlon 2016 by Lara Moran Cabal

SOLAR DECATHLON 2016 arquitectura bioclimática gonzalo peñalba

lara morán

iñigo urreta

_anรกlisis

El clima de la famosa ciudad de Versalles, próxima sede del Solar Decathlon Europe es oceánico semicontinental. Las precipitaciones son abundantes, aunque no excesivas -media de 636 mm-, repartidas de manera regular durante el año. Las temperaturas son relativamente suaves durante todo el año. Las temperaturas máximas en verano oscilan entre los 25ºC y los 30ºC. Son frecuentes las tormentas en esta época del año. En los meses de invierno la temperatura media es de unos 5ºC. No son muy frecuentes las precipitaciones en forma de nieve.

48º 48’ 19’’ N

Con estos datos podemos concluir que deberemos protegernos muy bien de los rayos solares en verano, a la vez que aprovechar toda la radiación solar en los meses de invierno. La protección contra la lluvia cobra importancia en este clima. El objetivo primero es reducir la demanda energética mediante estrategias pastivas. A continuación definiremos unas sistemas activos responsables bajo el criterio del diseño bioclimático. A

RA SN TS FG TN GR

2º 08’ 06’’ E

Versalles. Situado a tan sólo 20 km del centro de Paris

Imagen del futuro solar donde se celebrará el Solar Decathlon 2014 · Versalles

VERSALLES

Con la humedad, máxima y mínima, y la temperatura, máxima y mínima, vemos que meses superan o no la zona de bienestar.

El zapato ogenerador se sitúa entre las humedades del 20 y 80%. Superior e inferiormente está acotado por las termperaturas secas.

Se obtienen tres climogramas por las diferentes necesidades de arropamiento. En los meses de invierno vemos que necesitamos radiación.

GRÁFICO DE ISOPLETAS CON TEMPERATURAS 23:00 22:00 21:00 20:00 19:00 18:00 17:00 16:00 15:00

5,00-6,00internas Cargas 4,00-5,00 20% insatisfechos Bienestar

14:00

3,00-4,00 10% insatisfechos Bienestar

12:00

2,00-3,00 20% insatisfechos Bienestar

11:00

1,00-2,00 de ventilación Necesidad

10:00

13:00

9:00

0,00-1,00 Calor excesivo

Hora del día

6,00-7,00 de radiación Necesidad

8:00 7:00 6:00 5:00 4:00 3:00 2:00 1:00 ENE

Los meses de entretiempo se sitúan muy semejantes a los meses de invierno por lo que la necesidad de radiación sigue estando presente.

En verano observamos que hay meses que necesitan tanto radiación como no. Por ello debemos saber las horas en las que necesitamos protección solar:

FEB

MAR

ABR

MAY

JUN

JUL

AGO

SEP

OCT

NOV

0:00 DIC

Esas horas las obtenemos en el gráfico de isopletas, además los meses y horas en los que necesitamos ventilación: las horas centrales de todo el mes de julio.

CLIMOGRAMA DE BIENESTAR ADAPTADO Y DIAGRAMA DE ISOPLETAS

El estudio de las cartas estereográficas nos ha proporcionado valiosos datos para diseñar las protecciones solares arquitectónicas. En esta lámina observamos la protección necesaria para cubrir el área completa de horas del año en las que se requiere protección solar. Sin embargo los ángulos en los que deriva dicha protección son inasumibles para el proyecto. Por tanto, en el apartado de sombra arquitectónica observamos como esta carta es reinterpretada, dejando áreas de la lengua roja ‘desprotegidas’. En estas horas la protección se producirá mediante un sistema de lamas móviles.

Planos ‘virtuales’ de cómo quedarían diseñadas las protecciones solares en caso de tomar literalmente lo que marcan las cartas estereográficas.

Carta solar estereográfica para los meses de Enero, Febrero, Marzo, Abril y Mayo Carta solar estereográfica para los meses de Junio, Julio, Agosto, Septiembre, Octubre, Noviembre y Diciembre

CARTA SOLAR ESTEREOGRÁFICA

_propuesta

En un primer momento recopilamos información de proyectos anteriores del Solar decatlon (2012), de cara a conocer ejemplos de sistemas a utilizar, nos centramos en cuatro en concreto:

CANOPEA (ENSAG, Francia). -Proyecto a escala Urbana. Nanotorre. -Vivienda en torno a 3 volúmenes; cocina-baños, dormitorio, sala flexible. -Celosías de vidrio (Refrejan en Verano y protegen contra vientos en días fríos). -Cubierta plana con paneles solares.

SML HOUSE (CEU Cardenal Herrera, España). -Prefabricación e industrialización -Paneles Fotovoltaicos en cubierta y fachadas. -ACS con Fotovoltaicos. -Recuperador de calor de eficacia 92%. -Sistema de sombreado por lamas y retranqueo. -Depósitos con material de cambio de fase en el forjado.

COUNTER ENTROPY HOUSE (Rwth Aachen University, Alemania). -Intención de futuro reciclaje o reutilización. -Techo de refrigeración por vaporización, con material de cambio de fase. -Problema de dificultad de llegada de radiación directa. -Módulos de servicio con todos los sistemas.

PATIO 2.12 (Un. Sevilla, Málaga y Granada, España). -Habitaciones-módulo completamente prefabricadas. -Invierno: Efecto invernadero. -Verano: Patio refrigerante y sistema de evapotranspiración en los paneles cerámicos de la fachada.

REFERENCIAS

¿POR QUÉ DISEÑAR BIOCLIMÁTICAMENTE DESDE LA INDIVIDUALIDAD, SI EL 75% DE LA POBLACIÓN ESPAÑOLA VIVE COLECTIVAMENTE?

Actualmente la demanda de espacio privado en las ciudades es muy alta y ésta se irá incrementando en un futuro próximo. En 2014 la población mundial se cifra en 7.141 millones y este valor se incrementará, según estudios publicados, entre un 40% y un 50% en los próximos 35 años.

Propuesta inmediata

Duplicación

Orientación

Busqueda de privacidad

Mejora de la orientación

Disminución sombra

Cada vez avanzamos más rápido a un mundo conectado, basado en las relaciones humanas. Sabemos que dichas relaciones enriquecen la cultura, siendo el “sprawl” o dispersión urbana una clara contradicción. Los barrios compactos pueden favorecer eventuales interacciones sociales entre los vecinos, al mismo tiempo que la expansión de baja densidad crea barreras a esa interacción. Los residentes de los barrios en expansión rara vez caminan o toman el transporte público, lo que reduce las oportunidades de estar en contacto cara a cara con sus vecinos. Cuando hablamos de vivienda unifamiliar, nos estamos refiriendo a la dispersión urbana y a todo lo que ello conlleva: efectos negativos en la salud e impacto ambiental, aumento de la contaminación y dependencia de los combustibles, aumento del tráfico y los accidentes de tránsito, aumento de la obesidad, disminución del capital social, disminución de la tierra y la cantidad y calidad del agua, aumento de los costos de las infraestructuras y del transporte público, segregación; en resumen, la pérdida de calidad de vida. La mayoría de los modelos o proyectos de las “ciudades del futuro” muestran siempre una alta densidad debido a estas necesidades. y problemas.

Ruptura

Unión

Núcleo central

Crecimiento en altura

En este marco, no es realista plantearse la vivienda unifamiliar sostenible. Del mismo modo es inevitable preguntarnos ¿Podemos desarrolar una ciudad completa sostenible? La AGRUPACIÓN es la respuesta. La propuesta se basa en el diseño de un bloque de altura variable compuesto por dos viviendas por planta, un bajo comercial o de oficinas y una planta superior que alberga las instalaciones del edificio y espacios de relación para los vecinos.

Bajo comercial/oficinas

Espacio común

AGRUPACIÓN

Desde el principio se ha pensado este proyecto de cara a que tenga la mayor viabilidad posible de cara a una hipotética construcción real, a poder construir ciudad.

Una parte importante es la construcción; la velocidad y facilidad de ésta es vital. Por eyo se ha pensado un posible sistema de modulación que dividiría el edificio en cuatro tipos de módulos diferentes, como vemos en el apartado 1. Cada uno de ellos por lo tando deberá ser autoportante, lo que generaría una estructura de mayor importancia. En segundo lugar (2) se ha pensado en la posiblidad de ser transportado sin necesidad de pasar a ser categoría “especial”, que afecta a el transporte de cargas de grandes dimensiones y limita mucho su uso. Sólo puede ser transportado por la noche y a determinadas velocidades, debe pedir permisos especiales para su circulación, etc. Por ello el modulo máximo tiene unas dimensiones de 4,5X10X3,5.

También es importante en cada módulo que aguente las inversiones de carga que se producen en el momento del montaje, como vemos en el apartado (3), por lo que se tendrá en cuenta en la estructura. Las capacidades de la estructura limitarán y acotarán definitivamente las posiblidades finales de agrupamiento (4). Por último cabe destacar algunos problemas de logística de sistemas que se pueden producir aunque hemos estudiado casos en los que ya se han resuelto, como es el hacer compatible la modulación con el sistema de forjado termoactivo, que llevará una serie de juntas especiales para lograr su completa compacidad en el momento del sellado.

MODULACIÓN Y MONTAJE

_estrategias

Se propone un bloque con cuatro alturas de vivienda, pudiendo ser este número variable. Para comunicar la planta baja más las cuatro alturas antes mencionadas y la última planta (instalaciones y espacio de relación) se plantea un núcleo de comunicación vertical para cada dos viviendas en planta. El núcleo tiene unas dimensiones de 2’5 x 11 m, y un área de 27m2 aproximadamente. Dicho núcleo cuenta con una escalera de un tramo por planta y un ascensor ecológico, alimentado con energía solar. La fachada sur del núcleo está revestida por paneles fotovoltáicos con el objetivo de conseguir una mayor superficie de estas placas en esa orientación. En cuanto al acceso a las viviendas, éste se realiza a través de una galería privada, ya propiedad de cada vecino, comunicada por una puerta al volumen que alberga la comunicación vertical.

NÚCLEO COMUNICACIÓN

Un sistema de placas fotovoltaicas alimenta a: · el ascensor · la bomba de calor · el sistema eléctrico de las viviendas. Éstas se situan en el antepecho de las terrazas a sur, en la fachada sur del núcleo y en la cubierta (placa de ascensor). La superficie total de placas fotovoltaicas es el resultado de la suma de las superficies antes mencionadas y es equivalente a 98m2 aproximadamente. Esto es unos 12m2 por vivienda. La situación de los paneles se ha decidido en favor de la estética del proyecto y la integración de estos en el mismo.

FOTOVOLTAICA

INVIERNO

VERANO

La fachada sur de todas las viviendas es casi completamente de vidrio. Esto es, un 70% aproximadamente de la superficie de fachada sur de una vivienda es vidrio. Por ello, un elemento de protección solar es elemental para evitar la entrada de radiación directa en verano hacia la vivienda. Se propone un doble sistema de protección de la radiación directa: · Voladizo: todas las viviendas disfrutan de una terraza a sur, cubierta por un voladizo que se encarga de alejar la radiación directa en verano del interior de la vivienda. La longitud de dicho voladizo es suficiente para permitir la entrada de radiación en invierto (inclinación de 30ª aproximadamente) y evitar la entrada de la misma en verano (75-80º). · Celosía: un sistema de lamas correderas en dicha galería sur hace las veces de protección solar a la vez que acelera la velocidad del aire en su proximidad, facilitando asi la ventilación cruzada.

PROTECCIÓN SOLAR

El sistema de ventilación cruzada es esencial en una propuesta de estas características. Este sistema resulta muy eficaz en una planta como la de la propuesta. Se trata de una planta no compartimentada, escepto por el núcleo central, donde el programa más privado (el bañor) se sitúa en dicho núcleo. Por ello las demás compartimentaciones son variables y temporales, existiendo siempre la posibilidad de entender el espacio como un lugar continuo, con todas esas particiones recogidas. Además cada vivienda cuenta con una galería de acceso a norte y una gran terraza a sur, lo que facilita la circulación del aire. Por todo ello, la ventilación cruzada en el proyecto resulta muy eficaz. Así mismo, la terraza cuenta con un sistema de lamas metálicas que incrementan la verlocidad del aire por la diferencia de presión, mejorando aún mas la ventilación cruzada ya antes mencionada.

VENTILACIÓN CRUZADA

Se propone una chimenea solar como estratégia bioclimática pasiva para los meses de verano, que es la estación más crítica y que más demanda de ventilación requiere en este clima, para alcanzar el confort térmico. Consiste en un eje vertical que utiliza energía solar para realzar la ventilación natural del apilado de pisos en un edificio. Durante el día la energía solar calienta la chimenea y el aire dentro de ella, creando una corriente de aire ascendente en la chimenea. La succión creada en la base se utiliza para ventilar y para refrescar el edificio. La radiación solar es captada por un vidrio situado en lo alto de la chimenea, y absorbida por un tabique situado en la cara contraria al vidrio pintado de negro para aumentar dicha absorción. Hemos decidido aprovechar este sistema puesto que en edificios, no viviendas unifamiliares, tiene muy buenos resultados y es más eficaz por el mayor desarrollo del tiro de la chimenea.

CHIMENEA SOLAR

VERANO

INVIERNO

Incorporamos el sistema pasivo del empleo del muro trombe en las fachadas este y oeste por su sencillez y eficacia. Este sistema tiene dos elementos principales: · una masa térmica constituida, en este caso, por un muro de hormigón, cuya finalidad es la de captar la mayor cantidad de radiación posible. · y un cierre de vidrio exterior, transparente, para generar el calentamiento del aire entre ambas capas. Con ello se consigue crear una cámara de aire caliente que, gracias a la diferencia de densidad, genera una corriente de aire de tiro natural. Esta corriente es la que se utiliza para adecuar la temperatura interior del edificio, mediante un sistema de aberturas que permiten, bien expulsar el aire caliente al exterior, bien introducirlo al interior. La capa de vidrio se corresponde con el esquema en diente de sierra de tal forma que a pesar de encontrarse en las fachadas oeste y este la orientación del vidrio es suroeste y sureste respectivamente. Además dos rejillas practicables permiten la apertura de la cámara, desde la galería norte y la terraza sur para permitir la circulación del aire en verano, cuando no interesa el funcionamiento de dicho sistema.

MURO TROMBE

La climatización geotérmica es un sistema de climatización (calefacción o refrigeración) que utiliza la gran inercia térmica del subsuelo, pues éste a unos tres metros de profundidad presenta una temperatura constante de entre 10 y 16 °C. En este caso emplearemos el sistema de geotermia de alta entalpía (con bomba de calor). Entre sus ventajas destaca: · Bajo consumo. Se anuncia un ahorro energético frente a la calefacción eléctrica del 65%,4. Como la bomba mueve de 3 a 5 veces más energía que la electricidad que consuma, la producción total neta es mucho mayor que el consumo. · Menos contaminante. Como consecuencia del menor gasto energético, también se reduce la emisión de CO2. Un estudio afirma que la utilización masiva de este sistema de calefacción en el sector residencial y servicios reduciría en un 6% la emisión global de CO2 a la atmósfera5 · Durabilidad. La bomba de calor ya no está en contacto con el exterior, por lo que se alarga su vida útil. · Acústicas. No hace falta el compresor y ventiladores en el exterior, por lo que el sistema es mucho más silencioso y mejora la estética. · Sanitarias. Se elimina el riesgo de legionelosis al no existir torres de condensación.

GEOTERMIA

El Thermally Active Building System (TABS) se basa en el uso de la masa del edificio, de capacidad acumulativa, para reducir la temperatura de las distintas estancias a lo largo del día. Con este fin, se integra un conjunto de tuberías de polietileno reticulado entre los elementos estructurales del área estáticamente neutral de los forjados; a través de ellas se deja fluir agua a niveles energéticamente óptimos (refrigeración: 16-20°C; calefacción: 22-28ºC). Así se controla la temperatura del edificio y se obtienen grandes inercias térmicas que sirven tanto para invierno como para verano. Como la superficie neta de contacto con el ambiente es enorme, los resultados resultan muy efectivos. Sus principales ventajas, en lo que a términos económicos se refiere, comienzan por un ahorro considerable de la inversión frente a los sistemas convencionales (como techos fríos o equipos de climatización); también se rebajan los costes de edificación al reducirse la altura de los pisos por no requerir falsos techos. Y los componentes del sistema prácticamente no exigen mantenimiento alguno. En cuanto al confort y aceptación que va a suponer para los usuarios, el sistema TABS es muy ventajoso; así, por ejemplo, no produce ruido alguno ni ráfagas de aire frío y permite la apertura de las ventanas. Los forjados termoactivos son un nuevo desarrollo que forma el complemento ideal para la climatización de edificios mediante geotermia. Con esta tecnología, la capacidad de almacenaje del hormigón es ideal para amortiguar las cargas de calor.

FORJADO TERMOACTIVO

El sistema de recogida de aguas pluviales resulta muy eficaz para ahorrar agua. El objetivo es ahorrar el agua necesaria para abastecer las cisternas de los inodoros. Este sistema se caracteriza por su sencillez y consiste en: · La recogida de pluviales se realiza en la cubierta y en las galerías. · Este agua se filtra en una depuradora en el sótano. · Posteriormente dicho agua se bombea a las viviendas de las plantas superiores para llenar las cisternas de los inodoros. La recogida de aguas de la cubierta se reparte entre los dos patinillos. Dichos patinillos además recogen el agua de sus respectivas viviendas. En el sótano una única depuradora filtra el agua recogida por ambos patinillos y la bombea por ellos de nuevo para envíar el agua a los inodoros de las viviendas.

DEPURACIÓN AGUAS

La comunicación vertical del edificio se realiza a través de un ascensor ecológico de 2m2 aproximadamente. OTIS ha desarrollado el modelo de ascensor ecológico, el Gen2 Comfort, que permite ahorrar energía y también generar energía limpia. Su diseño sustituye los cables de tracción tradicionales por cintas planas, lo cual posibilita el uso de poleas más pequeñas, de sólo 8 centímetros de diámetro, por lo que las necesidades de hueco son menores. Además, el nuevo sistema permite producir energía, pues reaprovecha la inercia del descenso para generar electricidad, que puede alimentar así la red del edificio. Además la combinación de este sistema con la captación de energía solar mediante paneles fotovoltáicos hace que dicha estrategia sea aun mas eficiente, al alimentar a los ascensores con la energía renovable solar.

ASCENSOR ECOLÓGICO

PLANTA GENÉRICA

SECCIONES GENÉRICAS

SECCIONES EN DETALLE

El edificio se forma por apilación de viviendas. Las viviendas son autoportantes y se distribuyen en las diferentes alturas a ambos lados del núcleo vertical de comunicación. Se proponen cuatro alturas de vivienda abiertas a norte y sur con una galería de acceso y una terraza respectivamente. El núcleo de comunicación junto con el núcleo de instalaciones de cada vivienda más el muro que actúa como muro trombe forman la estructura de cada planta.

Alzado sur

Alzado oeste

PROPUESTA VOLUMÉTRICA

En el esquema de principio de los principales sistemas pasivos y activos de los que se sirve el edificio podemos distinguir: _ Sistema de geotermia Se aprovecha la temperatura constante que dispone la tierra a cierta profundidad para conducir agua a través de unas sondas geotér micas. Este aire pretratado llegará a la bomba de calor, que junto al aporte de los paneles fotovoltaicos en caso necesario, proveerá de calor y frio al sistema de forjados termoactivos y de ACS a la vivienda. _ Sistema de paneles fotovoltaicos Los paneles fotovoltaicos, integrados en el antepecho de las galerías sur, en las paredes ciegas del edificio y en la cubierta, aportan la energía para todo el sistema eléctrico de las viviendas. Asimismo sirven de aporte a la bomba de calor. _ Bomba de calor La bomba de calor, como ya se ha mencio nado, regulará los aportes necesarios para la demanda de calefacción y ACS. Su función de recuperación de calor es un gran valor. _ Forjado termoactivo La solución de integrar el sistema de calefac ción y enfriamiento en el propio forjado permite aprovechar la inercia térmica de éste. Un sistema en estrecha relación con el sistema geotérmico, del que se abastecerá. _ Muro trombre Las medianeras Este y Oeste se definen cons tructivamente por medio de muros trombe. Su geometría quebrada busca la orientación sur-este y sur-oeste en cada caso. De esta manera la aportación de radiación solar será mucho mayor. La cámara es accesible desde las galerías para poder ser abierta por ambos extremos durante los meses de verano, y actuar como un muro ventilado. _ Sistema de depuración y reutilización de pluviales Se incorporta un sistema de recogida de aguas pluviales en cubiertas y galerías para su tratamiento posterior en una pequeña unidad de depuración. El objetivo resulta en llenar las cisternas de los inodoros con el agua obtenida. _ Sistema de ventilación: chimenea solar Cuando no se produzca la ventilación cruzada por ausencia de viento, se producirá la ventila ción por presión en el interior de la vivienda. Gracias a la chimenea solar instalada en la cubierta del edificio (diseñada con vidrio + muro aislado) se consigue tiro de aire natural. _ Ascensor ecológico Por último el diseño del ascensor responde a cuestiones de diseño bioclimático ya que se nutre de la energía ofrecida por los paneles fotovoltaicos de cubierta.

ESQUEMA DE PRINCIPIO

_sistemas

ESQUEMA DE FUNCIONAMIENTO

Ejemplo de integración arquitectónica modular

El sistema solar fotovoltaico es fundamental para el funcionamiento del edificio. Se desarrolla en la fachada sur, exceptuando los huecos de las terrazas, y en la cubierta. Se tomó la decisión de integrarlo directamente en posición horizontal y vertical en el edificio ya que las pérdidas no eran significativas y se ganaba estéticamente y en sencillez de montaje. Abastece los sistemas de: - Bomba de calor para ACS y Forjado termoactivo. - Bombas de impulsión de agua en AF, ACS, Agua reciclada, y Forjado termoactivo. -Aparatos eléctricos de las viviendas. -Ascensor ecológico.

Es un sistema auxiliar que apoya a la toma de red de corriente convencional, pero puede suponer un importante ahorro.

Ejemplo de integración arquitectónica en SML, en el concurso del Solar Decatlon 2010

Será necesaria la instalación de un transformador para los equipos que requieran corriente alterna para su funcionamiento.

SIST. FOTOVOLTAICO

Esquema de chimenea solar y ejemplos de aplicaciones en arquitectura.

En las condiciones de verano, serán vitales los sistemas pasivos de ventilación. En el proyecto se han incluido dos. La ventilación por tiro vertical, forzada mediante una chimenea solar. Este tipo de ventilación, que es de gran utilidad cuando no se produce la ventilación cruzada, será más efectiva cuanto más crezca la edificación en altura, por lo que es idónea para nuestra idea de agrupación en altura. En las imágenes vemos algunos ejemplos construidos y un esquema de la posiblle aplicación en nuestro edificio en una sección transversal, situando la chimenea solar junto al patinillo de instalaciones.

Ejemplos de celosías perforadas, correderas para mejorar la ventilación por presión y proteger del soleamiento.

Por otro lado, según lo calculado con la “Lengua solar”, hay momentos del año en los que se necesitará cierta cubrición adicional, que aportarán unos paneles correderos a sur de chapa perforada, permitiendo además que aumente la velocidad del aire al chocar la corriente con la fachada de presión positiva. Este sistema se combina con la ventilación cruzada que permite el edificio. Se podría añadir aquí, en casos de climas de mayor necesidad de refrigeración en verano, mediante vaporizadores de agua procedentes del agua reciclada que se situen tras estas celosías.

VENTILACIÓN NATURAL

CÁLCULO DEL GROSOR DEL MURO DE HORMIGÓN

DESFASE = 0,0231 X Grosor Hormigón (en horas) Difusividad térmica del hormigón Buscamos un desfase de 8 horas para que empieze a calentar en torno a las 8 de la tarde. El grosor del muro de hormigón, de difusividad térmica de 0,761*10^-6, nos da 30 cm.

Esquema basico del movimiento del aire en el interior del muro trombe

Ejemplo de integración arquitectónica

Uno de los sistemas clave a la hora de climatizar térmicamente el edificio de manera pasiva, y por lo tanto ahorrar energía, es el muro trombe. Se aplica en las fachadas menores del proyecto, y se genera en el exterior un sistema de quiebros que logra una mayor exposición. El funcionamiento del muro trombe, como hemos visto en clase, es muy sencillo. Se puede utilizar un vidrio de alta transmitancia, de manera que la pared expuexta de hormigón reciba mucha radiación solar. Se produce así el efecto invernadero que garantiza el movimiento de aire como vemos en el esquema de la sección fugada. Para evitar el sobrecalentamiento en verano se realizarán unas compuertas laterales en el espacio entre el vidrio y el muro de manera que se puedan abrir y ventilar así la cámara. De la misma manera se cerrarán las aberturas superiores e inferiores de la cara interior del muro trombe para evitar la corriente de aire caliente que no es positiva en verano. Se podría estudiar la posiblidad de que un sistema nomótico controlase las aberturas de estas compuertas o rejillas según sea necesario, midiendo la temperatura interior y esterior.

MURO TROMBE

Se ha escogido el sistema de forjado termoactivo para la climatización del ambiente interior del edificio. Se buscará la manera de integrarlo al sistema modular.

Forjado termoactivo, aprovechando la masa del hormigón

Capacidad de acumul. (Wh/m²)

Capacidad de acumulación en hormigón 500 400 300 200 100 0 0

0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 Temperatura de acumulación diferencial (K) 14 cm

Tuberías de transporte aisladas para evitar pérdidas

Bomba de calor que controla la temperatura de toda la instalación

Conbinación con geotermia.

18 cm

20 cm

3,0 25 cm

Este sistema es suficiente para aportar el bienestar en las condiciones climáticas de invierno. En veráno podrá utilizarse asímismo como apoyo a los sistemas pasivos, enfriando los forjados con el agu proveniente de la geotermia, a una temperatura estable. El sistema termoactivo aprovecha la inercia térmica que genera la masa de hormigón del forjado, de manera que se desprenda calor cuando mayor cantidad de pérdidas haya, por la noche. Es importante el aislamiento térmico en la cara inferior del forjado para evitar la radiación en ese sentido como vemos en la axonometría de detalle, ya que la radiación desde techo es poco confortable para el usuario. También se realizará una zonificación del sistema, de cara a poder regular según las necesidades de cada habitación, permitiendo así el ahorro de energía en caleffacción no necesaria. Para este sistema se ha investigado las marcas comercial IMMOSOLAR y UPONOR, que presentan características similares.

Datos técnicos Malla de TABS Ancho

56 cm

Longitudes disponibles (cm) Superficie (m

Contenido de agua (litros) Separación de tubos

112 cm

120

180

240

120

180

240

0,28

0,45

0,67

1,00

1,34

0,56

0,89

1,34

2,02

2,69

0,37

0,46

0,58

0,77

0,95

0,74

0,92

1,16

1,53

1,89

7 cm

Ø Tubo colector

20 mm

Ø Tubo parrilla

10 mm

Material Tipo

PEOC Plus PE-RT 63, naranja, semi transparente

Presión de trabajo / temperatura

máx. 6 bar / máx. 55º C

Presión de trabajo / temperatura

máx. 4 bar / máx. 65º C

Temp. de trabajo en calentamiento

24 - 30º C

Temp. de trabajo en refrescamiento

16 - 22º C

Temperatura de soldadura

235ºC

Hidráulica Superficie mallas TABS / circuito Longitud de tubos / circuito

superficie máxima recomendable de mallas TABS 20 m

longitudes recomendables para ida y retorno máximo 20 m lineales

Conexiones Ida

16 mm macho

Retorno

16 mm hembra

FORJADO TERMOACTIVO

RENDIMIENTO ESTACIONAL

Se plantea que cada vivienda disponga de una bomba de calor de cara a tener mayor flexibilidad en el sistema de agrupación que es la cualidad que prima en el proyecto, a pesar que quizás en términos de energía lo mas conveniente sería un sistema centralizado. De esta manera, cada usuario dispone de un equipo que controla el ACS y el sistema de forjado termoactivo, y que a su vez se conecta al sistema de geotermia subterránea. Se ha elegido la marca DAIKIN por su sistema ALTHERMA, que tiene la cualidad de poder adaptarse para conbinarse con las sondas geotérmicas. En cuanto a las cualidades energéticas, como vemos en la tabla. Se logra un buen rendimiento estacional mediante un sistema que regula el compresor de la máquina frigorífica.

Coefficient Of Performance. Sistema Altherma en azul. Sistema convencional en verde.

SISTEMA DAIKIN ALTHERMA COMPACTO (CAP. DE 180 LITROS) Circuito Circuito pozo calefacción

Temperatura 0

Calefacción 0

Capacidad Nominal COP Nominal SCOP Nominal Presión sonora Capacidad Nominal COP Nominal Rango modulación

Refrigerante Bomba de calefacción Bomba pozo Volumen del acumulador Dimensiones Alimentación eléctrica Resistencia de apoyo Conexiones

Tipo Presión disponible Tipo Presión disponible Al x An x F Circuito pozo Circuito calefacción

EGSQH10S18A9W* 10 4,37 5 dBA 32 kW 10 3,56 kW por defecto: min. 3 ~ max.10 kW mediante ajustes: min. 3 ~ max.12 R-410A Bomba de alta eficiencia kPa > 35 kPa a caudal nominal Bomba de alta eficiencia kPa > 70 kPa a caudal nominal litros 180 mm 1.732 x 600 x 728 3N - 400 V -50 Hz de fábrica: 9 kW. Mediante ajuste 3 - 6 - 9 kW mm 22 (presión) mm 28 (presión)

Posiblidad de aumentar la potencia del compresor para situaciones puntuales de sobreenfriamiento exterior (heladas invernales) de 10KW a 12KW. Facilidad de montaje adecuada para el sistema de tranporte y ensamblaje de los módulos de vivienda.

BOMBA DE CALOR

-Pluviales en naranja -AF en Azul -Agua reciclada en verde

Este es un sistema de muy poca complejidad técnica y que puede suponer un importante ahorro en agua para el edificio. El sistema consta de: -Elemento de recogida de aguas pluviales en cubierta. recogida en el perímetro de las placas fotovoltaicas y transporte a filtro en planta baja. -Cuarto de instalaciones, con unidad de filtrado como vemos en la imagen, y unidad de almacenaje. -Sistema de bombeo, similar al del AF o ACS, pero separado, que de servicio a las cisternas de los inodoros y lavadoras. -Se puede plantear también la recogida y filtrado de aguas grises, como hemos visto en algunos modelos comerciales.

APARATO DE FILTRADO Entrada alternativa de agua de red, para cubir la demanda.

Este es un sistema que se adapta fácilmente al posible crecimiento en altura del edificio, será interesante incorporar el filtrado de aguas grises cuando esto suceda, ya que las dimensiones de la cubierta se mantienen constantes siempre a pesar de aumentar la demanda.

Panel de control

Filtro de aguas grises y pluviales.

Bomba aireadora.

Depósito de aguas depuradas

Depósito aguas sin tratar (Grises y pluviales)

Difusores de aire, autolimpiado del filtro.

DEPURACIÓN PLUVIALES

Se ha investigado la marca de sistemas geotérmicos RAUGEO, aunque podría aplicarse cualquier otro sistema de características similares. Impulsión y retorno en un tubo contínuo reforzado en su extremo con una cubrición de resina poliéster reforzada con fibra de vidrio para evitar daños y la necesidad de soldaduras. Diámetro reducido que permite abaratar costes en maquinaria de taladrado del terreno. Como se ve en la imagen, la sonda se compone realmente por dos sondas individuales unidas a presión garantizando mayor rigidez y capacidad de volumen. Las dimensiones de la parcela nos premiten la colocación de 6 SONDAS GEOTÉRMICAS, con suficiente separación entre ellas para garantizar la seguridad y su correcto funcionamiento. Este sistema serviría para precalentar el agua que llega a la bomba de calor permitiendo así un importante ahorro de energía para la producción de ACS y del forjado termoactivo. Esto constituirá uno de los gastos energéticos más destacados del edificio, por lo que cualquier tipo de ahorro aquí puede ser muy significativo.

SONDA RAU-PE-Xa (sonda doble 4 tubos)

Artículo

Var

Longitud [m]

dxs [mm]

Peso [kg/m]

Volumen [l]

131693

050*

32 x 2,9

108

ARQUETA RAUGEO GRANDE Artículo

Var

Dim. Conexiones

355062

006

32x2,9

Número conexiones 6

40 mm

Combinación interior colectores -

1 x 6-vías

Peso [kg/ud] 74

SONDAS GEOTÉRMICAS

Sistema de ascensores ecológicos de la marca Otis. Desarrollados a partir de febrero de 2013. Concaracterísticas que mejoran ampliamente las condiciones energéticas de otros ascensores. Este es un tema importante para nuestro proyecto ya que es un coste energético de cierto peso en el edificio. Características de interés bioclimático: -Consumo respecto a otros ascensores: -70% menos que ascensor Hidraúlico. -50% menos que ascensor eléctrico. -Sin necesidad de cuarto de motores. -Funcionamiento a corriente normal de 220V. -Posiblidad de abastecerse directamente con energía procedente de paneles fotovoltaicos u otros sistemas renovables.

Sistema de Drivers Regenerativos, aprovechamiento de la carga gravitatoria.

-Sistema de reutilización de energía que recupera hasta el 70% de la empleada, mediante Drives Regenerativos, que aprovechan la energía desperdiciada cuando la carga del ascensor es favorable. (Ascensor lleno en bajada o vacío en subida). -Fabricación de bajo coste energético y residual. Se ha elegido este modelo de ascensor por sus cualidades técnicas y su posiblidad de abastecerse de la energía de los paneles fotovoltaicos de la fachada del edificio, por lo que tiene viabilidad a la hora de adaptarse a este sistema de construcción.

ASCENSOR (ECO)

VISTA INTERIOR Y EXTERIOR