La Casa en el Bosque

Vivienda unifamiliar pasiva y bioclimática en el bosque del Garraf

El proyecto consiste en el diseño de una vivienda unifamiliar aislada para una pareja que quiere retirarse a vivir en medio de la naturaleza. El solar se caracteriza por una vegetación mediterránea típica de la zona e incluye olivos, pinos, lentiscos y palmitos sobre suelos calcáreos. La parcela, de unos 900 m2, se encuentra al margen de una pequeña urbanización en el lindar del parque natural del Garraf, en la costa a sur de Barcelona.
Un edificio que permitiera contemplar el paisaje y comportase un gasto energético reducido eran los requisitos principales de este encargo. Al mismo tiempo el proyecto presentaba múltiples retos: un solar con pendiente muy pronunciada, una parcela orientada hacia el norte y un presupuesto ajustado.

El planeamiento urbanístico sitúa la parte edificada en el centro de la parcela, permitiendo hasta tres niveles de edificación. La propuesta interpreta esta disposición del planeamiento y apuesta por renunciar a los tres pisos de altura en favor de una integración con la topografía del terreno y con el entorno natural.
Se interpreta el proyecto como una oportunidad para demonstrar que es posible construir edificios pasivos, de diseño bioclimáticos y con materiales sanos a un coste asequible.

La vivienda nace con la vocación de integrarse con respecto en el contexto natural y ser un edificio pasivo.

Basada en la sencillez y la sostenibilidad, la propuesta ofrece una respuesta creativa a las complejidades de partida. La casa se incrusta en el terreno para adaptarse a la topografía y diluirse en el paisaje. Al mismo tiempo aprovecha el poder aislante del terreno y acompaña la pendiente natural dividiendo los espacios interiores en dos niveles.

La geometría de la casa se explica por el propósito de dejar a la naturaleza como protagonista y al mismo tiempo ofrecer a sus habitantes un espacio protegido y acogedor desde el cual contemplar el paisaje. Los dos brazos del volumen construido se abren hacia el norte, la montaña de Montserrat y la inmensidad del parque natural. La vivienda se organiza en un único volumen articulado en dos plantas. De forma intencional las fachadas hacia la calle y hacia los vecinos son privas de aberturas. En la planta baja se ubica la zona de día y un dormitorio; en la planta primera un segundo dormitorio y una amplia terraza con solárium y huerta. Cada estancia de la casa ofrece la posibilidad de contemplar el bosque desde una perspectiva diferente.

La elección de los materiales responde a criterios de salud para las personas, respecto para el medioambiente y eficiencia constructiva y económica. Para los muros exteriores se han utilizado bloques de hormigón celular por su ligereza y su alto poder aislante; para el acabado exterior de las fachadas y su aislamiento paneles de corcho natural termotratado. Para los acabados interiores se han aplicado pinturas de cal o silicatos; como pavimento se ha aprovechado la cara superior del forjado acabada con cristales de cuarzo. En la carpintería exterior se ha utilizado madera maciza de pino larix tratada con barnices naturales.

Antes el reto de conseguir un edificio pasivo el proyecto adopta múltiples estrategias de diseño bioclimático que responden a un estudio detallado del clima y de la topografía del terreno.
Se diseña el edificio orientándolo según el eje norte sur para que aproveche al máximo las aportaciones de radiación solar en invierno y la ventilación natural sea más efectiva en verano.

Funcionamiento meses fríos
Para calentar el edificio durante los meses fríos se han adoptado las siguientes estrategias.

  1. La fachada sur, en su parte vidriada, funciona como calefactor solar por el efecto invernadero. La radiación solar, que en estos meses tiene un ángulo reducido, penetra en el interior y se trasforma en calor aumentando la temperatura de la casa.
  2. Los muros trombe-mitchell ubicados en la pared sur funcionan como cámaras calientes que alcanzan altas temperaturas durante el día y la transfieren por convección al interior de la vivienda.
  3. En la cara norte las aberturas se han reducido al mínimo para no influenciar negativamente el balance térmico.
  4. En los días más fríos en la cara norte se enciende una estufa de alta eficiencia que proporciona el aporte necesario para alcanzar condiciones de confort térmico.

Funcionamiento meses cálidos
Para refrescar el edificio durante los meses fríos se han adoptado las siguientes estrategias:

  1. Se han estudiado las aberturas de las fachadas para que puedan ventilar de manera segura durante la noche. La ventilación natural cruzada es potenciada por la diferencia de temperatura que se crea entre la fachada norte, más fría, y la sur, más caliente.
  2. Los muros trombe-mitchell funcionan como “chimeneas solares”: al calentarse más que el interior de la casa, extraen el aire caliente del interior provocando la entrada de aire fresco proveniente del lado norte de la vivienda.
  3. Los arboles caducifolios plantados delante de la fachada sur la protegen de la radiación solar.
  4. El alero de la fachada sur impide que los radios solares calienten la zona acristalada de la fachada.
  5. El estanque natural situado por debajo del edificio favorece el refrescamiento del aire y la creación de un microclima húmedo.

Durante todo el año el excelente aislamiento de toda la envolvente, la carpintería de alta calidad y la eliminación de infiltraciones de aire consiguen mantener estable la temperatura al interior de la vivienda.

Los espacios verdes y el tratamiento de aguas grises y pluviales se integran en el diseño del proyecto como parte de la misma estrategia bioclimática.
En la zona sur de la parcela se conserva la vegetación mediterránea autóctona implementándola con la plantación de especies arbóreas caducifolias. El objetivo es proteger el edificio y los muros trombe de la radiación solar durante el verano y permitir el paso de la radiación durante el invierno.
Las aguas pluviales provenientes de las cubiertas se recogen en un depósito situado por debajo del aparcamiento y se utilizan para el riego del jardín y para el estanque natural situado al final de la parcela. El estanque natural contiene un filtro vegetal que actúa como fitodepuración y fomenta la biodiversidad en la fauna local.
Las aguas grises se han separado de las negras para su posterior reciclaje y recuperación.

El gasto energético de esta vivienda es de 9.65 KWh/m2 año. No se utiliza ningún sistema activo de climatización, exceptuada la estufa de leña. En la azotea se han instalado placas fotovoltaicas para cubrir las necesidades eléctricas internas.

Video

Video por Kirsten Dirksen - Faircompanies

Procesos

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pintura silicatos

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ventanas de madera

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Dibujos técnicos

Fotos de la obra

Obra La casa en el bosque  Lugar Garraf, Barcelona  Cliente Privado  Arquitecta Elisabetta Quarta Colosso  Consultores Bernuz-Fernández Arquitectes (estructura), Qiestudi (instalaciones), Bioàmbit (cálculos bioclimáticos)  Constructor Afibiocons s.l.  Superficie construida 180,00 m2  Calificación energética A (9.65 KWh/m2 año)  Año 2020 (obra acabada)  Fotos Milena Villalba  Video Àlam  Muebles Nolek Design  Obras de arte Nelo Vinuesa

Corcho

Aislamiento térmico y acústico para exteriores (fachadas y cubiertas) e interiores
El corcho proviene de la corteza de los alcornoques (Quercus Suber) , árboles que crecen en áreas de clima mediterráneo. Su producción implica el respeto de los ritmos naturales de los árboles, ya que entre una cosecha y otra se dejan pasar 9 años, necesarios para que la corteza pueda regenerarse. Durante la recolección de las cortezas casi no hay desperdicio de material, ya que se reutiliza hasta la pieza más pequeña.
Foto by Barnacork
Foto by Barnacork

Los bosques de alcornoque fomentan la biodiversidad de las zonas donde se encuentran y dan cobijo a especies animales en riesgo de extinción.

Su estructura está constituida por células poliédricas vacías en su interior lo que confiere al material sus características de ligereza, impermeabilidad, aislamiento térmico y acústico.
El corcho es un material ligero, elástico, imputrescible e inatacable por hongos a insectos.

Como aislamiento se comercializa en forma de virutas para rellenar cavidades, como proyectado y en paneles para cubiertas o revestimientos de superficies.
Los paneles que se usan como aislamiento se fabrican con las virutas de corcho que se aglutinan y comprimen a altas temperaturas, sin el uso de ninguna cola.

En la construcción se puede usar para aislar los edificios por el interior y por el exterior. Sus características de impermeabilidad permiten dejar su acabado visto también en el exterior, sin necesitar de protección añadida.
Como acabados de fachadas se comercializan paneles lisos y texturizados.

Al ser un material ligero es fácil de cortar en la obra. Las virutas resultantes de los cortes se reutilizan como relleno aislante y así también los otros recortes, una vez triturados.

Los paneles de fachada tienen una estructura machihembrada que permite sellar bien las juntas. La fijación a fachada se efectúa de manera mecánica (con tornillería especial) o con morteros especiales a base de cal y polvo de corcho.

 
coeff. k: 0,045 W/mK; energía incorporada: 837 Wh/kg; capacidad calorífica esp .: 675 J/kgK

Madera natural

La madera natural es una material muy versátil y si proveniente de silvicultura sostenible, se puede considerar un material ecológico. Hay diferentes maneras para saber si la madera que utilizamos se ha cultivado de manera respetuosa con el medioambiente y las personas.
La cadena de custodia (CdC) de los productos forestales se define como el seguimiento de los productos forestales (madera, papel, corcho, cortezas, resinas) durante las diversas fases del proceso productivo y su posterior comercialización, para poder asegurar la trazabilidad los productos forestales desde el bosque hasta el consumidor final.

Actualmente en España hay dos esquemas de certificación:

  • Sistema FSC ®: El FSC es una organización independiente, no gubernamental, internacional y sin ánimo de lucro creada en 1993, con el objetivo de promover una gestión forestal ambientalmente responsable, socialmente beneficiosa y económicamente viable en los bosques de todo el mundo.
  • Sistema PEFC: Surge en 1998 como una iniciativa voluntaria del sector privado forestal, basada en los criterios paneuropeos: éstos establecen los principios a partir de los cuales debe ser valorada la sostenibilidad de las masas forestales, teniendo en cuenta aspectos de carácter tanto ambiental como social y económico.

La madera como revestimiento ofrece muchas ventajas:

  • Versatilidad de diseños, acabados y texturas
  • No toxicidad
  • Rapidez y facilidad de instalación
  • Propiedades aislantes térmicas y acústicas

Si se usa madera ecológica sin productos químicos añadidos es posible conseguir unos revestimientos sanos y de gran belleza utilizando acabados naturales como aceites y ceras vegetales.
Al final de su ciclo de vida la madera se puede reutilizar y reciclar al 100%.

BTC bloques de tierra comprimida

Los bloques de tierra comprimida, BTC, se fabrican a partir de una mezcla de tierra, arcilla y arena y usan la cal como estabilizante. La mezcla de estas substancias, que pueden variar según las características del lugar, se vierte en moldes y se comprime con una prensa mecánica.
Los bloques obtenidos se pueden usar para la construcción de muros de carga, cerramientos o calefactores solares por acumulación como los Muros Trombe.
Entre las características más destacables regulan la humedad ambiental y tienen una alta inercia térmica. Esto quiere decir que en invierno acumulan calor durante el día y lo ceden gradualmente al ambiente durante la tarde/noche y en verano permiten aislarse del calor externo y crear un ambiente fresco en el interior. Además la tierra purifica el aire interior de un edificio, absorbe las ondas electromagnéticas y aísla térmicamente y acústicamente. Al ser una material completamente natural no genera residuos ni es toxico y es completamente biodegradable y reciclable.
Al emplear la tierra como materia prima los costes de extracción y su impacto ambiental son muy reducidos. Los bloques no se cuecen, hecho que permite mantener inalteradas las propiedades de los materiales. En comparación con un ladrillo convencional la energía requerida para producir un bloque de BTC equivale al 1%.
En comparación con los muros de tapial ejecutados en situ los BTC permiten un control milimétrico de la geometría y prestaciones del material, una reducción de los tiempos de ejecución y minimización de los equipos necesarios para la construcción. Además no requieren personal especializado, al poderse construir como un muro tradicional.
Para su colocación se usa un mortero compactible, hecho con los mismos componentes de la mezcla usada para fabricar los bloques. Esto confiere a los muros realizados una apariencia homogénea de gran belleza, puesto que las juntas no destacan respecto a las piezas macizas.
coeff. k: 0,778 W/mK ; energía incorporada: 43,62 Wh/kg ; capacitad calorífica esp.: 1046 J/kgK

Hormigón celular

El hormigón celular es un material de origen mineral que se obtiene mezclando arena de sílice, cemento, cal, agua y un agente expansivo.
Este agente expansivo provoca una estructura de micro alveolos característica de este material. Las celdas, vacías en su interior, confieren al material un alto poder aislante, junto a una elevada ligereza y facilidad de manipulación. Es traspirable e hidroregulador, evitando el moho y la aparición de humedades. Es incombustible y es el único material de origen mineral que cumple con numerosas certificaciones ecológicas por su bajo impacto ambiental y energético.

Su composición es la siguiente:

  • Arena de sílice : 70 %
  • Cemento : 16%
  • Cal: 14%
  • Agente de expansión : 0,05 %
  • Agua

 

Las materias primas que lo componen se encuentran en abundancia en la naturaleza. La cal y el cemento actúan como aglomerantes en la mezcla. La cal, en presencia del agua, reacciona con la sílice de la arena formando unos cristales de cal. El agente de expansión sirve para que la masa se expanda concentrándose alrededor de unos alveolos vacíos.

La producción de los bloques de hormigón celular requiere una cantidad de energía muy inferior a la del ladrillo tradicional. Los bloques se cortan con cables de acero en tensión, lo que confiere a las piezas un alto grado de precisión. Su ligereza reduce el impacto energético del transporte en el balance energético total. De un bloque de hormigón celular solo el 20% está constituido por masa, el restante 80 % por los alveolos vacíos.

Los bloques fabricados con este material se usan para la construcción de paredes de carga, dinteles, forjados, tabiques, cubiertas. Algunas de estas piezas acoplan el uso del hormigón celular con un armado estructural especial. Es el caso de las piezas de esquina que presentan un agujero que puede ser armado en la fase de ejecución.

En general la estructura alveolar proporciona una capacidad de aislamiento térmico muy elevada. En algunos caso un bloque de hormigón celular de 28 cm cumple con las exigencias de la normativa en temas de aislamiento, sin necesitad de añadir ningún material aislante. Por sus características físicas permite construir una envolvente aislada continua, reduciendo al mínimo las perdidas puntuales de energía que ocurren en los encuentros entre otros materiales. La puesta en obra de los bloques y su manejo están facilitados por la ligereza del material. Las juntas horizontales entre bloques se rellenan con una capa muy fina de un mortero con la misma composición. Para las juntas verticales no se usa mortero, ya que las piezas están fabricadas con un sistema de machihembrado.

Pinturas de cal

La cal aérea a la base de las pinturas de cal se obtiene por descomposición de las rocas calizas usando el agua como disolvente. El resto de componente está constituido por polvo de mármol, resinas naturales y otros aditivos estabilizantes. La cal es funguicida y antiséptica debido a su composición alcalina que impide la formación de algas y hongos. También es impermeable, ya que penetra en las porosidades del material sobre el cual se aplica, hidrofugando los poros y evitando la entrada de humedad hacia el interior. Las mismas características hacen que sea apta para revestimientos exteriores; cuanto más tiempo se encuentra expuesta a las intemperies el proceso de carbonatación superficial hace que su superficie se endurezca cada vez más.

Pinturas de silicato

Las pinturas de silicatos utilizan el silicato potásico como ligante, ya que este reacciona químicamente con el soporte sobre el cual se aplica, petrificándose. Este proceso confiere una extraordinaria durabilidad y resistencia a las pinturas de silicatos, tanto que son ideales para el uso en fachadas y exteriores. Para que el agarre funcione estas pinturas solo se pueden aplicar sobre un soporte mineral y su aplicación requiere personal especializado. Al no formar una película separada de su soporte, su durabilidad es infinita.

Siendo alcalinas no permiten la formación de moho o algas y son funguicidas y bactericidas. Para obtener diferentes coloraciones se usan pigmentos de origen mineral y tierras.

Ventanas de madera

Carpintería de alta eficiencia energética de madera certificada

La cadena de custodia (CdC) de los productos forestales se define como el seguimiento de los productos forestales (madera, papel, corcho, cortezas, resinas) durante las diversas fases del proceso productivo y su posterior comercialización, para poder asegurar la trazabilidad los productos forestales desde el bosque hasta el consumidor final.

Actualmente en España hay dos esquemas de certificación:

  • Sistema FSC ®: El FSC es una organización independiente, no gubernamental, internacional y sin ánimo de lucro creada en 1993, con el objetivo de promover una gestión forestal ambientalmente responsable, socialmente beneficiosa y económicamente viable en los bosques de todo el mundo.
  • Sistema PEFC: Surge en 1998 como una iniciativa voluntaria del sector privado forestal, basada en los criterios paneuropeos: éstos establecen los principios a partir de los cuales debe ser valorada la sostenibilidad de las masas forestales, teniendo en cuenta aspectos de carácter tanto ambiental como social y económico.
Opciones para mejorar la eficiencia energética de la carpintería

A. Eliminación de puente térmicos

La ruptura de puente térmico (RPT), consiste en intercalar entre las dos caras que forman el puente térmico, un mal conductor (como el plástico u otro material aislante) para romper literalmente esta zona de transmisión de temperatura. De esta manera se consigue evitar el traslado de la temperatura del exterior al interior de la vivienda.

B. El vidrio

En las proximidades de una ventana en invierno se crea un ambiente que hace que a su alrededor uno sienta de manera especial una sensación térmica inferior a la temperatura del resto de la habitación. Este efecto de “pared fría” se disminuye con la instalación de vidrios de Aislamiento Térmico Reforzado que contribuyen a que la superficie del vidrio interior se encuentre a mayor temperatura que en el caso de un vidrio normal o vidrio sencillo de una hoja, eliminando el efecto “pared fría”.

En verano, la situación se vuelve la contraria. Los rayos solares que llegan a nosotros a través del cristal provocan una sensación de calor superior a la de la temperatura de la habitación. Además, cuando el sol incide sobre el cristal de la ventana, éste se calienta y se convierte en un “radiador” que introduce el calor en el hogar.

Los cristales bajo emisivos minimizan la pérdida de calor de los edificios, debido a que reflejan parte de la energía emitida por los aparatos de calefacción y lo devuelven al ambiente interior.
En los meses de invierno los cristales bajo emisivo reducen la pérdida de calor. En los meses de verano, y en cierres con orientación sur, los cristales bajo emisivo pueden llegar a transmitir demasiado calor, con lo que, para mejorar las condiciones durante todo el año y conseguir unos resultados óptimos, lo ideal es optar por una solución que combina vidrio bajo emisivo (aislamiento térmico) y control solar.

Por regla general, los edificios de Europa equipan con cristales de capa de baja emisividad en la cara 3 que retengan todo el calor posible en el interior del edificio.
Las láminas de baja emisión térmica (que se suelen poner del lado de la cámara en el cristal interior), p.ej. marca planitherm, reducen el coeficiente de 2,7 a 1,4 W / (m2K) aproximadamente.

Añadir gas argón (gas noble totalmente inocuo) dentro de la cámara entre los cristales brinda una mayor eficiencia térmica que el aire. El argón es más denso que la atmósfera y actúa como un aislante agregado, trabajando durante el verano y el invierno para mantener los interiores aislados de las temperaturas exteriores. Durante el frío del invierno suele ser imprescindible incorporar argón a la cámara para minimizar la pérdida de calor.

Si se combinan las láminas de baja emisividad con el uso de argón en vez de aire en la cámara el coeficiente se reduce a 1,0 W/m2K, que es el valor aconsejable para tener un buen aislamiento en la carpintería.

C. La instalación

La correcta instalación de la carpintería es fundamental para garantizar la eficiencia energética de una vivienda. La estanqueidad es importante para evitar las infiltraciones de aire a través de los encuentros entre los cierres y las carpinterías de los huecos exteriores.

Esquemas para una instalación correcta de la carpinteria

Equilibrio entre personas, naturaleza y edificios

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