ECOLOGÍA. DISEÑO. SINERGIA. Behnisch Architekten + Transsolar ClimateEngineering ECOLOGÍA. DISEÑO. SINERGIA. Behnisch Architekten + Transsolar ClimateEngineering Los estudios Behnisch Architekten y Transsolar ClimateEngineering de Stuttgart colaboran desde hace muchos años en numerosos proyectos internacionales en el ámbito de la arquitectura sostenible y responsable. Sus trabajos parten de la convicción de que es posible un medio ambiente con edificaciones de alta calidad y una mejora del espacio vital, salvaguardando a la vez los recursos naturales. Las informaciones diarias de los medios de comunicación sobre la inminente catástrofe climática, el deshielo de los casquetes polares y el aumento del agujero de la capa de ozono muestran claramente los problemas actuales. Aún no se pueden ofrecer soluciones de amplio alcance. Sin embargo, es importante unir el desarrollo económico y la explotación del medio ambiente y la naturaleza de modo que sean beneficiosos para las oportunidades de vida y el desarrollo de las generaciones venideras. Esta máxima de acción, que definimos con el término de sostenibilidad, representa uno de los cometidos de futuro más importantes que desafía de manera particular a la arquitectura contemporánea. Y es que lo que construyamos hoy también definirá el futuro. La exposición creada en colaboración con el Instituto para las Relaciones Culturales Internacionales (Institut für Auslandsbeziehungen – ifa) y el foro de arquitectura Architekturforum AEDES busca desligar el término de sostenibilidad de su dimensión meramente cuantitativa y poner de relieve su diversidad de aspectos. Por medio de proyectos realizados por ambos estudios tanto en colaboración como individualmente se analizan y exponen los resultados y las expectativas de futuro. Para el diseño el comisario Frank Ockert se ha orientado en la percepción sensorial del ser humano, para mostrar así que un manejo sensible y responsable del entorno edificado no sólo atañe a los expertos, sino también a cada individuo. La muestra es una reflexión acerca de dicha percepción, en la que contenido y forma convergen en una síntesis. La exposición se dirige al visitante no sólo en el plano intelectual, sino también en el emocional, para mostrar que un manejo sensible y responsable del medio ambient edificado no sólo atañe a los expertos, sino también a cada uno de nosotros. Se exponen proyectos internacionales como The John and Frances Angelos Law Center de la Universidad de Baltimore, RiverParc Development de Pittsburgh, Norddeutsche Landesbank de Hanover, entre otros. 1 La muestra está dividida temáticamente como sigue y está identificada por colores para el visitante: está compuesta por tres zonas, de modo análogo a la forma del primer movimiento de la sonata: introducción, desarrollo, recapitulación. En la introducción (exposición) se presentan ambos estudios de arquitectos, los datos se ofrecen de forma sintética y la filosofía de ambos estudios de manera más extensa. Una tabla cronológica con una exposición gráfica con los desarrollos ecológicos y los recursos energéticos en todo el mundo temáticamente conduce al visitante hacia la exposición. El ser humano, presentado de modo esquemático con sus centros de percepción y sentidos, desde aquí acompañará al visitante por la exposición y enfrentará las convenciones y normas a la percepción natural y las cuestionará. La parte temática que le sigue (desarrollo) está dividida en ámbitos perceptibles con los sentidos: temperatura, aire, sonido, luz y material. Además de estas percepciones sensoriales, a este bloque está adscrito el ámbito de la escala humana. Cada uno de estos 6 temas conforma un ámbito propio, como un nicho en el que entra el visitante para sumergirse en el tema mediante textos, fotos, dibujos y modelos. Cada tema se interpreta como ámbito propio dentro del que se ofrece información a través de modelos, paneles expositivos impresos por ambas caras y mesas iluminadas. Estos ámbitos expositivos individuales están cohesionados por lámparas parabólicas colgadas del techo que acompañan el recorrido del visitante por la exposición. Estas lámparas han sido tratadas de diversas formas, son transparentes y están barnizadas en colores, y sirven como cuerpos de luz ambientales, que acompañan al visitante por la exposición. temperatura Behnisch Architekten y Transsolar opinan que no hay criterios estandarizados para la sensación de bienestar de los usuarios de un edificio. Este bienestar no se puede cuantificar, pues se han de tener en consideración también características de calidad más bien subjetivas y más difícilmente medibles (ejemplo: Senscity Paradise Universe, Las Vegas/Nevada, EE.UU., 2003, Behnisch Architekten + Transsolar). aire La contaminación atmosférica es un gran problema para el medio ambiente. La calidad del aire incide en la salud de las personas, en su forma de vida y en su productividad. De acuerdo con estudios una gran parte de la población pasa más del 90 % de su tiempo de vida en edificios. De ello se desprende que para muchas personas los riesgos para la salud ocasionados por contaminación atmosférica en espacios interiores son mayores que los del exterior (ejemplo: The John and Frances Angelos Law Center at the University of Baltimore, Baltimore/Maryland, EE.UU., 2013, Behnisch Architekten, Ayers Saint Gross). sonido El sonido tiene una infinidad de variantes. Es determinante para nuestra calidad de vida y uno de los medios de comunicación más importantes. Si es rítmico podemos identificarlo como música. Transporta estados de ánimo, el murmullo del viento y el del mar, por ejemplo, o el canto de los pájaros. Por medio del lenguaje u otras señales conocidas traslada información (ejemplo: Norddeutsche Landesbank, Hanover, Alemania, 2002 Behnisch, Behnisch & Partner + Transsolar). 2 luz Día a día, desde que despertamos por la mañana estamos expuestos a impresiones ópticas. Sin luz no veríamos nada. La luz desempeña una función clave en la evolución y también en la observación de la arquitectura. Hace posible reconocer un espacio, desvela estructuras, formas y perfiles. La luz da forma nuestra vivencia de un espacio, y la calidad lumínica influye en la percepción de nuestro entorno natural o el creado por el ser humano. En el trabajo con luz natural y artificial siempre hay que recordar que la luz en sí no es visible. Sólo hace que luzcan las superficies sobre las que cae. Así estas superficies adquieren una importancia particular en la planificación lumínica (ejemplo: Genzyme Corporate Headquarters, Cambridge/Massachusetts, EE.UU., 2004, Behnisch & Partner, Inc.). material Cada material tiene sus propiedades y características especiales, que se perciben por el tacto (por ejemplo, barandillas, tablas de trabajo, asientos) o por el olfato (madera, cuero, acero). La combinación de diversos materiales apela a diversos sentidos y ofrece variedad frente a la monotonía del lugar de trabajo (ejemplo: Institute for Forestry and Nature Research (rebautizado Alterra), Wageningen, Países Bajos, 1998, Behnisch & Behnisch). escala humana La comprensión del comportamiento humano se inicia con la comprensión de la percepción humana y la reacción al entorno inmediato. La psicología ambiental estudia la interacción entre el medio ambiente y el comportamiento humano. En el tratamiento de cuestiones en las que desempeña un papel la interacción entre el ser humano y el medio ambiente a escala global o local como punto de partida se necesita un modelo de la naturaleza del ser humano, que anticipe las condiciones en las que los usuarios de un edificio se comporten de forma apropiada y creativa (ejemplo: RiverParc Development, Pittsburgh/Pennsylvania, EE.UU., 2007, proyecto paralizado, Behnisch Architekten + Transsolar). 3 ¿POR QUÉ? Muchos años de colaboración en la realización de numerosos proyectos en Europa central y Norteamérica unen a Behnisch Architekten y Transsolar. La base de la colaboración es la convicción de que también se puede crear un espacio vital de alto valor haciendo un uso cuidadoso de los recursos naturales. La curiosidad y el entusiasmo son el motor que lleva a sondear límites nuevos, descubrir contenidos y tecnologías nuevas y optimizar lo alcanzado hasta la fecha. La exposición ECOLOGY. DESIGN. SYNERGY expone cómo colaboran los arquitectos e ingenieros medioambientales y qué objetivos se pueden alcanzar aunando esfuerzos. La construcción y el funcionamiento de edificios naturalmente consumen una gran cantidad de energía. ¿Cómo podemos, como arquitectos e ingenieros medioambientales, crear edificios que encajen mejor en nuestro mundo y cómo podemos reducir la contaminación ambiental causada por el proceso de construcción? Estas cuestiones parecen contradictorias. Nos sentimos obligados a encontrar una respuesta equilibrada que respete el entorno natural, en función de las condiciones culturales y climáticas, y que al mismo tiempo satisfaga la necesidad básica de protección. ¿Dónde podemos ahorrar energía y material de forma efectiva? Sin duda los usuarios de un edificio pueden influir en el beneficio ecológico con su comportamiento y su consumo energético. Con los esfuerzos por crear “condiciones idealizadas”, en la segunda mitad del siglo pasado se fue ignorando más y más el ritmo de la naturaleza. La construcción de edificios de oficinas ha conllevado un empleo creciente de equipación técnica y, en correspondencia, numerosos ejemplos de espacios monótonos y a menudo inhóspitos. Las consecuencias evidentes fueron la insatisfacción y la falta de capacidad de rendimiento y asimilación de los usuarios. Además, en los tiempos de la energía barata compensábamos los déficits arquitectónicos con la citada energía barata. Así se desarrolló en todo el mundo la misma arquitectura anónima, al margen de las condiciones culturales y climáticas. La aplicación ineficiente de la tecnología no sólo consume energía, sino que, además y como producto secundario, produce calor, incrementando la dependencia de sistemas de refrigeración en verano. Este círculo vicioso es difícil de romper. Al igual que es imposible abotonar correctamente una camisa mal abrochada sin empezar por el principio, debemos regresar a los principios básicos de la física y humanos a la hora de desarrollar edificios modernos. Es nuestra responsabilidad incluir aspectos técnicos y estéticos en el desarrollo de una arquitectura sostenible. Estamos firmemente convencidos de que es necesario partir de una óptica holística, que sobre todo sitúe en primer plano la calidad y no tanto las consideraciones formales. Sin embargo no es suficiente que un proyecto se centre en el consumo energético y obvie parámetros de la física. De igual modo es insuficiente definir como “sostenible” una arquitectura que se base únicamente en el consumo de energía por unidad de superficie. Ninguno de los dos planteamientos aborda la calidad o el medio ambiente de forma adecuada. La flexibilidad y la capacidad de adaptación a unos usos diversos son de importancia fundamental en el diseño sostenible. En el pasado Behnisch Architekten y Transsolar han proyectado y realizado un gran número de edificios excelentes, algunos de los cuales se han convertido en hitos en el campo de la arquitectura moderna y respetuosa con el medio ambiente. La exposición ECOLOGY. DESIGN. SYNERGY presenta tanto proyectos construidos como obras en construcción, así como un proyecto no realizado. Ofrece una visión del proceso de trabajo y expone nuestras opiniones sobre el diseño sostenible. Con esta exposición esperamos poder mostrar que la búsqueda de soluciones a los problemas ambientales actuales y la evitación de nuevos problemas traen consigo cometidos fascinantes y desafíos que merecen la pena. 4 ECOLOGÍA Los dos términos ecología y sostenibilidad ponen un foco nuevo sobre nuestro entorno natural y recursos. El término ecología se deriva de los términos griegos para casa y disciplina y se refiere a la “economía de la naturaleza”. Hoy en día la ecología define el análisis científico de las complejas relaciones entre organismos vivos y su entorno, basándose en el estudio de los ecosistemas y la idea del equilibrio ecológico. Una parte de nuestro problema del ecosistema desequilibrado consiste hoy en su definición más estricta. Cada ecosistema debe ser considerado parte del todo, parte de un sistema global y complejo. A menudo empleamos erróneamente el término ecología para algo que es sano por naturaleza (partiendo de que un ecosistema equilibrado es en sí bueno y que el ser humano es su centro), de modo que los sistemas se consideran equilibrados cuando ofrecen un entorno vital al ser humano. Ese enfoque es antropocéntrico y, por supuesto, un atrevimiento. En lugar de llamar ecológico al sistema deberíamos denominarlo ecológicamente intacto. El término sostenibilidad se citó por primera vez en 1712 en relación con las medidas de protección en la industria forestal. La idea era limitar la cosecha anual a la cantidad del crecimiento nuevo en el mismo terreno. La sostenibilidad en el aprovechamiento de recursos naturales significa en principio que en un determinado espacio de tiempo sólo debemos consumir tantos recursos naturales como recursos se renuevan en ese intervalo. Desgraciadamente empleamos demasiados recursos no renovables. En tres segundos consumimos aproximadamente tanta energía procedente de combustibles fósiles como se produce en 24 horas. Es evidente que la demanda de combustibles fósiles es todo menos sostenible. Por ello es necesario reconocer la finitud de los recursos para revisar nuestros patrones de comportamiento y acercarnos a nuestro entorno vital natural con respeto. Mientras tanto la sostenibilidad ha adquirido significados diversos. Utilizado más y más de forma errónea en la arquitectura, el término amenaza con devaluarse poco a poco y convertirse en una mera etiqueta. El informe Brundtland de 1987 (Comisión Mundial sobre Medio Ambiente y Desarrollo) expuso la muy extendida preocupación por el estado del medio ambiente y puso en circulación la fórmula de que el “desarrollo sostenible” es un desarrollo que “satisface las necesidades del presente sin arriesgar que las generaciones venideras no puedan satisfacer las suyas propias.” La sostenibilidad no es tanto un tema político como uno humanista. En el breve espacio de tiempo relativo que llevamos habitando la Tierra hemos conseguido poner en máximo riesgo su futuro y nuestro entorno vital. Hay consenso sobre el hecho de que el carbono emitido a la atmósfera por el ser humano está originando un cambio climático vertiginoso. Gracias a estudios científicos hemos llegado a la convicción de que este riesgo existe; pero a esto no le han seguido las acciones pertinentes. Nuestro presupuesto de carbono se va reduciendo y los anunciados efectos sobre el cambio climático se van haciendo realidad. En este aspecto nuestro consumo excesivo de combustibles fósiles están contribuyendo a dos crisis globales entrelazadas: la crisis energética, por un lado, y el cambio climático, por otro. 5 En la actualidad estamos viendo que la arquitectura y la tecnología de los edificios están adquiriendo una importancia creciente en este ámbito, pues los promotores demandan que proyectemos y construyamos edificios compatibles con el medio ambiente. Liderado por varias organizaciones sin ánimo de lucro también el mundo de los negocios ha reconocido el valor de un espacio vital saludable dentro y fuera de los edificios. En 1993 se fundó la organización sin ánimo de lucro United States Green Building Council (Consejo de la Construcción Ecológica de los Estados Unidos). En el año 2000 se creó el sistema de evaluación LEED (Leadership in Energy and Environmental Design – Liderazgo en Energía y Diseño Medioambiental), que ayuda a colocar el foco sobre la incidencia medioambiental de los edificios, más allá de los aspectos meramente cuantitativos. LEED y otros sistemas de evaluación, como BREEAM, desarrollados simultáneamente, ahora son de aplicación en todo el mundo. Una reacción política importante en Europa es la hoja europea de ruta climática 2050, que hasta el año 2050 prevé una reducción del 90 % CO2 con respecto a los niveles de 1990. Si bien la protección de nuestro medio ambiente está considerada una necesidad perentoria en algunos círculos empresariales, aún falta la voluntad política. Algunos partidos y políticos continúan afirmando que son incompatibles la acción empresarial y la actuación ecológicamente prudente. De hecho lo decisivo en primera línea es que vivamos y trabajemos en el medio ambiente de tal modo que en el futuro no haya carencias y que no sólo veamos las imposiciones de la naturaleza, sino también disfrutemos de su riqueza y su diversidad. 6 BEHNISCH ARCHITEKTEN El estudio de arquitectura Behnisch Architekten fue fundado en 1989 como delegación de Behnisch & Partner en el centro de Stuttgart. Bajo la dirección de Stefan Behnisch se convirtió en un estudio de éxito internacional. En 1991 se independizó tanto en su aspecto económico como en el relativo a la estructura de asociados. Mientras que Günter Behnisch dirigió su estudio Behnisch & Partner hasta 2005, ese mismo año la delegación denominada “estudio urbano” pasó a ser Behnisch Architekten con diversas estructuras de asociación. En 1999 se fundó el estudio de Los Ángeles (hasta 2011), en 2006 otro en Boston y en 2009 el de Múnich. Los tres estudios están dirigidos en diversas constelaciones por Stefan Behnisch, Robert Hösle (Múnich), Robert Matthew Noblett (Boston) y Stefan Rappold (Stuttgart). Los estudios colaboran estrechamente, intercambian conocimientos, experiencias y, si es el caso, trabajadores, aunque cada uno desarrolla los cometidos bajo su propia responsabilidad. Historia: en 1952 Günter Behnisch fundó su estudio de arquitectura Behnisch & Partner. Se dio a conocer con las instalaciones para los Juegos Olímpicos de Múnich en 1972 y con el Bundestag Alemán de Bonn. El último proyecto llevado a cabo por Günter Behnisch y su socio Manfred Sabatke fue el nuevo edificio de la Academia de las Artes de Berlín. Günter y Stefan Behnisch colaboraron estrechamente, aunque ambos estudios, Behnisch & Partner y el conocido hoy en día como Behnisch Architekten, desarrollaron cada uno una aproximación individual a su arquitectura. Behnisch Architekten se dio a conocer por su arquitectura sostenible y ecológica. En los tres estudios trabajan actualmente unos 120 colaboradores. Los tres mantienen buenas relaciones con otros estudios de arquitectos y de ingenieros. Ya se han llevado a cabo varios proyectos conjuntos en estrecha colaboración. Desde que Behnisch Architekten a menudo figura como proyectista general y, por tanto, coordina todas las disciplinas específicas, esta colaboración positiva va ganando peso. Con Transsolar se ha desarrollado una colaboración a lo largo de muchos años desde el primer proyecto compartido, el Instituto Regional de Seguro de Empleados (Landesversicherungsanstalt) de Lübeck. Hoy en día ambos estudios tienen delegaciones tanto en Alemania como en los Estados Unidos. Juntos han podido desarrollar y llevar a cabo nuevos proyectos en el extranjero. 7 TRANSSOLAR El objeto de la ingeniería climática de edificios es lograr el mayor confort posible para los usuarios con la mínima incidencia posible en el medio ambiente. Para ello desarrollamos y evaluamos conceptos climáticos y energéticos innovadores. Desde el principio del proceso de proyección, en el equipo colaboramos estrechamente con los clientes, arquitectos, domóticos y otros ingenieros y evaluamos cualquier paso del proyecto según las leyes de la termodinámica y de la física. Nuestros conceptos son sostenibles gracias a su adecuación precisa a cada ubicación, el tipo de edificio y la demanda de los usuarios. Se abordan y evalúan todas las estrategias potenciales de un proyecto, para elaborar una solución adecuada e individualizada. En el resultado se entrelazan sinérgicamente las condiciones locales previas, la forma del edificio, los materiales empleados y los sistemas mecánicos del edificio: así, además del ahorro de energía, se pueden lograr más cosas. Esta planificación y diseño holísticos incluyen tanto aspectos urbanos como globales. Si el entorno físico se aborda desde un enfoque holístico, se genera el potencial para reducir drásticamente tanto el consumo energético como el de agua a un coste competitivo. Nuestra experiencia nos ha demostrado que los principios pasivos del proyecto integrados en el edificio en combinación con sistemas mecánicos de alto rendimiento pueden resultar en más de un 50 % de ahorro energético concreto en comparación con edificios proyectados de modo tradicional. Además la integración cuidadosa hace posible aumentar el confort en los espacios exteriores y, como resultado, promover la productividad de los usuarios y un uso diverso de los edificios http://www. abk-stuttgart.de/de/. Para Transsolar el intercambio de conocimientos desempeña un papel importante. Creemos que sólo podremos cambiar el mundo de forma perceptible, si compartimos nuestros conocimientos adquiridos y continuamos siendo innovadores sobre la base de los nuevos conocimientos. Ofrecemos presentaciones, conferencias y cursos en los diversos foros de todo el mundo. Nuestros colaboradores han sido ponentes en conferencias TEDx, han sido profesores invitados o profesores de la Universidad de Yale, la GSD (Escuela de Diseño) de la Universidad de Harvard, la Universidad de California Los Ángeles (UCLA) y la École Spéciale d’Architecture de París. Además ocupan cátedras en la Universidad Técnica de Múnich, la Academia Estatal de las Artes y la Universidad Técnica de Stuttgart. Nos inspiramos continuamente en las personas con las que coincidimos y sabemos que aún tenemos mucho que aprender, en particular del “mundo mayoritario”, los países en los que vive la mayoría de la población mundial, pero que no tienen poder político. Así pues en 2013 surgió la Transsolar Academy. Esta academia está compuesta por arquitectos e ingenieros jóvenes, recién graduados, procedentes del “mundo mayoritario” que con una beca de un año de duración aprenden junto a los colaboradores de Transsolar. Esperamos que en el transcurso de ese año podamos adquirir conocimientos acerca de las posibles consecuencias de la climatología de la construcción en el “mundo mayoritario”, y a los participantes les transmitimos nuestros conocimientos. Sólo a través de este intercambio tan diverso podemos mover constantemente los límites de la innovación y consolidar los efectos de la climatología de la construcción en todo el mundo. Desde hace más de 20 años Transsolar desarrolla e implementa conceptos energéticos en todo el mundo. Hemos participado en más de 2000 proyectos en todo el mundo. Transsolar cuenta con más de 50 colaboradores y tiene estudios en Stuttgart, Múnich, Nueva York y París. 8 AGRADECIMIENTO El Instituto de Relaciones Culturales Internacionales (Institut für Auslandsbeziehungen e. V., ifa) está comprometido en todo el mundo con la convivencia pacífica y enriquecedora de personas y culturas. Fomenta el intercambio artístico y cultural a través de programas de exposiciones, diálogos y conferencias. Como centro de competencias de la Política Cultural y Educativa Exterior pone en red a la sociedad civil, la praxis cultural, los medios de comunicación y la ciencia. Impulsa, modera y documenta debates en torno a las relaciones culturales internacionales. El ifa está en red a escala internacional y apuesta por la colaboración a largo plazo y desde el partenariado. La exposición ECOLOGY. DESIGN. SYNERGY, desarrollada en colaboración con el ifa (Stuttgart) y el foro de arquitectura Aedes (Berlín), quiere desvincular el término de sostenibilidad de su consideración meramente cuantitativa y destacar los aspectos perceptibles como cualidades independientes. Por este motivo el ifa y Aedes invitaron a Behnisch Architekten y Transsolar ClimateEngineering a exponer su visión mostrando ejemplos concretos de su trabajo en el entorno edificado. A través tanto de proyectos compartidos como de proyectos elaborados independientemente por ambos estudios se muestran tanto los resultados de la evaluación de aspectos cualitativos de la sostenibilidad, que surgen en un proceso integrado de diseño, como las expectativas de futuro del tema. Se exponen proyectos como el John and Frances Angelos Law Center de Baltimore, el RiverParc Development de Pittsburgh y el banco regional Norddeutsche Landesbank de Hanóver, entre otros. Las informaciones diarias en los medios de comunicación sobre la inminente catástrofe climática, el deshielo de los casquetes polares y el aumento del agujero de la capa de ozono hacen patentes los problemas existentes. Aún no se pueden ofrecer soluciones lo suficientemente amplias para estos problemas. Sin embargo es importante combinar el desarrollo económico y la explotación del medio ambiente y de la naturaleza de modo beneficioso para las oportunidades para la vida y para el desarrollo de las generaciones venideras. Esta máxima de actuación, que definimos con el término de sostenibilidad, es uno de los cometidos de futuro más importantes que desafía especialmente a la arquitectura actual. Y es que lo que construimos hoy, determinará también el futuro. En el diseño el comisario Frank Ockert se orienta en la percepción sensorial del ser humano, para exponer que un manejo sensible y responsable del entorno edificado concierne no sólo a los expertos, sino a cada uno de nosotros. Responsable: Elke aus dem Moore Comisario: Frank Ockert Realización y organización: Sabina Husicic Concepto y diseño de la exposición: OCKERTUNDPARTNER, Stuttgart El ifa (Instituto de Relaciones Culturales Internacionales) está subvencionado por el Ministerio Federal de Relaciones Exteriores, el Land de Baden-Wurtemberg y la capital regional Stuttgart. 9 temperatura El alimento ingerido se convierte en calor en el cuerpo humano (100 kcal/h = 120 Wh). Hay una sensación de bienestar cuando se desprende la misma cantidad de energía que se produce. Ejemplos de contenido calórico: 1 manzana con piel (150 g): 81 kcal, 338 kJ 1 vaso de Coca-Cola (0,33 l): 185 kcal, 795 kJ 1 tableta de chocolate (100 g): 530 kcal, 2210 kJ Grand Big Mac (219 g): 745 kcal, 3171 kJ El cuerpo humano pierde una tercera parte de la energía producida (calor sensible) a través de la convección, un tercio por transferencia de radiación con las superficies circundantes y otro tercio por la respiración y transpiración (calor latente). Dependiendo de la actividad corporal de cada momento la energía requerida oscila entre los 50 W mientras se duerme y los 400 W cuando se corre. La pérdida de humedad asimismo varía según el grado de actividad; estando de pie, 35 g por hora, y 125 g, en momentos de estrés. El espectro de radiación del sol abarca desde la luz ultravioleta hasta a la infrarroja, pasando por la luz visible; originado por una temperatura de 60.000 K. Los receptores del cuerpo nos revelan si en un determinado momento hace demasiado frío o demasiado calor. Percibimos el frío con 10 receptores por cm², pero si hace demasiado calor, sólo con uno por cm². Ante las diferentes temperaturas el cuerpo humano reacciona con temblores musculares, con lo que se produce más calor (incremento del índice metabólico), con mantenimiento de la temperatura central y reducción de la temperatura en brazos y piernas, con sudor; en este caso la evaporación refresca la piel, con cambio de la temperatura de la piel, mediante la conducción de sangre por las venas de la piel cercanas a la superficie, con respiración acelerada. El cuello y los tobillos son las partes del cuerpo más sensibles a las corrientes. Una vez calculada la generación de calor de una persona, también se puede cuantificar el confort térmico, de modo que éste se puede predecir. La producción de calor depende, por una parte, de la actividad corporal (índice metabólico) y, por otra, del calor consumido. Esta relación viene determinada por la ropa que se lleva (pérdida de calor por convección y por radiación) y la pérdida de calor por la humedad. Además de estas dependencias físicas también es importante un componente psicológico, que incide en la sensación de confort. En este caso las expectativas y/o la adaptación a una situación desempeñan un papel decisivo. 10 temperatura Los estudios demuestran que las personas aceptan mejor las grandes variaciones de temperatura y humedad cuando pueden influir en “su” clima. En particular son las ventanas abatibles las que sustentan la sensación de confort. Para calentar 1 m³ de aire en 1 Kelvin (p. ej. de 20 °C a 21 °C) se necesitan 1281 kJ o 307 cal de energía; para calentar 1 m³ de agua en 1 Kelvin, 4180 kJ o 1000 kcal. La termorrecepción es la capacidad de percibir estímulos de calor y frío y de responder a ellos apropiadamente. El sentido de la temperatura del ser humano está limitado a la piel y determinadas mucosas, es decir a puntos de calor y frío. La piel contiene sensores que reaccionan ante los cambios de la temperatura ambiente. En la piel se encuentran sensores de frío y de calor separados de los que sólo puede partir una sensación respectivamente. En el rostro y en las extremidades se encuentran hasta diez puntos de frío y uno de calor por centímetro cuadrado. Como punto cero fisiológico se designa la temperatura de la piel en la que no se genera sensación de temperatura. Dependiendo de la zona del cuerpo, ésta se sitúa entre los 28 y los 33 °C. Para que los procesos metabólicos del cuerpo humano puedan desarrollarse de forma regular, la temperatura corporal debe mantenerse constantemente en 37 °C. Por debajo de 25 °C: límite inferior hasta la muerte 33 °C hipotermia 35 °C hipotermia leve 36 – 37 °C temperatura normal (afebril) 37 – 38 °C temperatura elevada (subfebril) 38 – 39 °C fiebre leve (febril) 39 - 40,5 °C fiebre alta 41 °C fiebre muy alta (fiebre hiperpirética) 42 °C paro cardiorrespiratorio Más de 42,6 °C muerte por desnaturalización de proteínas y enzimas Si la temperatura sube por encima del valor referencial, aumenta la irrigación sanguínea de la piel y las extremidades, con el fin de que a través de la superficie de la piel sea posible una pérdida de calor. Con la evaporación de agua que segregan las glándulas sudoríparas aumenta el efecto de refrigeración. El ser humano tiene de 2 a 4 millones de glándulas sudoríparas. Tener frío es una reacción natural del cuerpo a unas bajas temperaturas ambiente. Mediante este reflejo protector el cuerpo intenta evitar una caída demasiado fuerte de la temperatura corporal. Los vasos de la piel se contraen, se reduce la irrigación sanguínea de los extremos corporales no vitales como los dedos de las manos y de los pies y las orejas, el vello corporal se eriza (piel de gallina) y los músculos comienzan a temblar. 11 temperatura cabeza La pérdida de calor a través de la cabeza puede representar el 40 % de la pérdida total de calor. cuello El cuello es la zona del cuerpo de mayor termosensibilidad. piel Dependiendo del tamaño del cuerpo, la piel de un adulto cubre una superficie de 1,5 hasta 2 m². Su peso representa una sexta parte del peso corporal, 10 – 12 kg de media. dedos La irrigación sanguínea de la piel se puede modificar en mayor medida allí donde resulta más útil. Cuando hace mucho calor, el flujo de sangre en los dedos es hasta 60 veces mayor que cuando hace mucho frío. tobillo Los tobillos son la zona más sensible a las corrientes. 12 temperatura La falta de confort térmico es motivo de queja más frecuente de los ocupantes de un edificio y de la disminución de su productividad. Mientras que en la sensación de confort también inciden otros factores, como por ejemplo la ropa, el grado de actividad (índice metabólico), la velocidad del aire, humedad y radiación, el “inconfort térmico” a menudo se relaciona exclusivamente con temperaturas demasiado altas o bajas. Si bien la temperatura es un parámetro importante en la definición de confort, la temperatura reflejada media de las superficies circundantes es responsable en igual medida del confort térmico de una persona. Si en verano se reduce la temperatura reflejada de las superficies circundantes, la temperatura del aire puede ser mayor (o a la inversa, en invierno), sin que el confort térmico se vea afectado. Al contrario de lo que sucede con el mero acondicionamiento de aire, de este modo se crea un entorno más confortable y sin corrientes con un menor empleo de energía. Aunque la temperatura corporal medida prometa confort, la persona puede no sentirse confortable, si está sentada al sol: cuando en el recinto entra desde fuera, p. ej. por un acristalamiento que protege del sol un 20 % de irradiación energética o más, en el interior se genera “inconfort térmico” en el lado en el que da el sol. La emisión de calor de una superficie se puede reducir mediante el empleo de materiales de bajo coeficiente de emisión (p. ej., el acero inoxidable). Cuando realmente hace demasiado calor, los pequeños movimientos del aire incrementan el confort térmico, sobre todo en combinación con turbulencias. En estancias de techos muy altos (por ejemplo, atrios) se producen capas naturales en correspondencia con la temperatura y la humedad del aire (el aire caliente y húmedo asciende). Este fenómeno físico se puede usar para aumentar el confort térmico en la parte inferior de ocupación. En los conceptos de ventilación clásicos este efecto se destruye mezclando todo el volumen de aire y creando una temperatura y una humedad del aire homogéneas. Las zonas de paso y las zonas tampón poco caldeadas y refrigeradas de forma natural, como atrios, invernaderos, fachadas dobles accesibles, etc., por un lado reducen el consumo de energía de un edificio. Además estas zonas se pueden incluir en un concepto holístico que llegue a los sentidos del ser humano (p. ej. sauna, muro de agua, muro de hielo). Al entrar en una estancia, el diseño de ésta despierta también ciertas expectativas en cuanto a la temperatura. En un espacio con suelo de madera y muchas plantas, que transmite la impresión de estar en una zona exterior cubierta (invernadero), las expectativas en cuanto al confort térmico son menores que si en el mismo espacio se encontrara un salón; en este caso esperaríamos que hubiera un acondicionamiento completo. 13 temperatura Behnisch Architekten y Transsolar opinan que no hay criterios estándar para el bienestar de los usuarios de un edificio. Este bienestar no se puede establecer cuantitativamente, pues se debe tener en consideración características de calidad más subjetivas y menos medibles. A menudo la temperatura interior máxima de edificios se establece de modo arbitrario, obviando que existen necesidades diversas. Para algunas personas los 30 °C son agradables, para otros los 26 °C son un calor insoportable. En muchos edificios de oficinas de nuestro tiempo, con recubrimientos de pared y de suelo sintéticos, mala ventilación y poco movimiento del aire, espacios totalmente enmoquetados, falsos techos y ventanas no abatibles, los usuarios suelen sentir calor a los 24 °C. Los espacios de techos altos, ventilados, de superficies de piedra y madera, aberturas no acristaladas y rejas decorativas que filtran la luz (como por ejemplo en la Alhambra de Granada, donde las fuentes dispensan agua y da sombra una vegetación exuberante) son agradables aun teniendo la misma temperatura. En estos casos tan opuestos los arquitectos e ingenieros buscamos siempre respuestas al aspecto psicológico de la percepción humana. En la planificación de nuestros edificios nos orientamos en muchos casos en fenómenos de la naturaleza. En el desarrollo ulterior del antiquísimo principio de los atrios rodeados hemos encontrado formas relativamente sencillas de controlar el microclima en nuestros edificios. Los atrios, que tienen su origen en los patios abiertos de las villas romanas, eran el punto de encuentro de la familia y un lugar sagrado, rodeado y protegido por los espacios funcionales de la villa. En los primeros tiempos del cristianismo los atrios de la arquitectura romana evolucionaron hacia los espacios circundados por columnas, antepuestos a las iglesias. Por ello no es sorprendente que los atrios también fueran símbolo del paraíso. Hoy en día los atrios cubiertos se pueden usar como una especie de oasis que desempeña un papel importante en cuanto al clima interior y a una ventilación natural y el aprovechamiento de la luz natural. En edificios grandes de más de 1000 empleados son un lugar central y atractivo que fomenta la comunicación y contrarresta la sensación de anonimato. Los atrios se pueden emplear como zonas tampón de calor entre los espacios interiores y los exteriores, sobre todo en invierno, que de este modo reducen la pérdida de calor a través de la envoltura del edificio. Gracias a esta zona de transición hacia el clima exterior se pueden abrir las ventanas de los espacios colindantes durante todo el año. La energía solar precalienta el aire fresco entrante, y la vegetación abundante y las pilas de agua lo “limpian”. En verano los dispositivos que protegen de la luz solar reducen la entrada de calor y, junto con las plantas y los sistemas de agua, procuran un clima agradable y suave mediante el enfriamiento por evaporación de agua. 14 temperatura SENSCITY PARADISE UNIVERSE LAS VEGAS, NV, EE.UU., 2003 Behnisch Architekten . Transsolar El concepto de Senscity Paradise Universe, un parque temático y de atracciones, fue desarrollado en principio para un promotor de los EE.UU. y modificado después para otro emplazamiento, Dubai. Este ambicioso proyecto combina elementos de un típico parque temático con teatros, una sala de conciertos, restaurantes, jardines públicos, espacios expositivos y grandes parques infantiles. Además la intención era crear un parque de atracciones para familias en el que se puedan experimentar las leyes de la naturaleza. Los visitantes experimentan cómo las fuerzas del clima inhóspito local, es decir, sol, viento y oscilaciones de temperatura extremas, se adaptan mediante planificación innovadora de tal manera que se crea un buen microclima, un oasis en pleno desierto. El uso escaso de energías no renovables es un elemento fundamental del concepto. Las grandes salas expositivas no fueron proyectadas como edificios convencionales, sino como elementos integrados totalmente en el paisaje artificial modulado, por encima de cuyos tejados y entre ellos se ha desarrollado un parque. A lo largo del valle central de vegetación exuberante se encuentran los espacios temáticos. Un río que recorre todo el valle desemboca en un gran lago artificial. La creación en un desierto de un clima exterior agradable, que ofrece descanso durante todo el año, en realidad requeriría el empleo de mucha energía. En el desierto, muy seco y caluroso, se debe regar intensamente las zonas verdes y protegerlas del sol. Esto es algo que en el presente proyecto se quería evitar a toda costa. En colaboración con planificadores de estructuras e ingenieros medioambientales se desarrollaron una serie de estructuras innovadoras en forma de árbol, que reproducen determinadas características de grupos de árboles y plantas que mejoran el clima. Estas construcciones de unos 36 m de altura y unos 91 m de ancho cubren zonas extensas del parque y ofrecen sombra y aire fresco incluso en días de verano muy calurosos. La geometría, el diseño individual y las diversas funciones de las “hojas” tienen un efecto conjunto y crean un techo de muchas formas. El clima desértico de Las Vegas ofrece posibilidades ideales de usar el enfriamiento por evaporación de agua. Para ello el aire caliente exterior se conduce por una fina lluvia de agua hasta las puntas de las hojas. El agua se evapora y enfría el aire ambiente. La altura de la construcción favorece un efecto chimenea en el que el aire fresco cae. Después fluye hacia el valle y mejora sustancialmente la temperatura ambiente. La topografía del parque es tal que los lagos de agua fría que se generan están protegidos del viento. Las flores que se encuentran por encima de las zonas soterradas funcionan como chimeneas de salida y generan bajo tierra una ventilación natural de las salas de exposición. La geometría de las hojas se puede variar para aprovechar al máximo el efecto Venturi. Además las hojas acumulan energía: las células fotovoltaicas o los colectores solares de la construcción convierten la radiación en electricidad o calor que, por ejemplo, se pueden emplear para el funcionamiento de los sistemas de refrigeración por absorción. La refrigeración de las salas se reduce por la característica aislante del parque que se beneficia de unas temperaturas del suelo relativamente estables. Cada flor tiene una turbina de viento altamente eficaz de eje vertical que transforma la energía eólica en electricidad. 15 temperatura Senscity Paradise Universe, Las Vegas, NV, EE.UU. Acropolis Universe, Dubai, Emiratos Árabes Unidos Cliente: WCP Group, Glenview, CA, EE.UU. Arquitecto y proyectista general: Behnisch Architekten Asesoría medioambiental: Transsolar Klima Engineering Estudio del proyecto: 2004/2005 Superficie: 86 ha 16 temperatura SENSCITY PARADISE UNIVERSE LAS VEGAS, NV, EE.UU., 2003 Behnisch Architekten . Transsolar proyecto principal En el desarrollo de un entorno energéticamente eficiente y agradable, para este proyecto se planteaban sobre todo dos preguntas: ¿Cómo se puede mejorar el microclima de tal modo que “prolongue” los cuatro meses en los que en el desierto hay un clima agradable (temperaturas diurnas de 15-25 °C) y “reduzca” los siete meses de condiciones climáticas extremas? ¿Cómo se pueden emplear los recursos disponibles para alcanzar un estándar de edificio altamente eficiente en condiciones extremas (temperaturas diurnas de 2545 °C)? Las soluciones se encuentran en la naturaleza: todos hemos experimentado alguna vez el efecto del suelo fresco en el bosque un día estival de calor. El efecto refrigerante se genera por la combinación del enfriamiento por evaporación de agua y la sombra. El clima desértico suele requerir aire acondicionado en los meses de calor. Así pues se trata de reducir los picos de calor y evitar la entrada de calor. El clima desértico de Las Vegas tiene potencial para el enfriamiento por evaporación de agua. Las frescas noches de verano del desierto ofrecen condiciones ideales para el empleo de refrigeración por radiación. La hoja de refrigeración aprovecha esta técnica en combinación con una chimenea de corriente descendente de aire, por la que se compensan las variaciones de temperatura. Cuando se distribuye el agua por la hoja, el aire se refrigera. Las hojas se han colocado a una determinada altura de modo que se genere una corriente descendente de aire. Así en el punto más bajo el aire frío se desplaza hacia los espacios públicos. Además la superficie de la hoja se enfría por el aire frío en el interior de la hoja, que funciona como enfriamiento por radiación. Las modulaciones del paisaje protegen del viento. Allí donde se mezcla una capa de aire frío con la sombra y se frena el viento se genera un entorno muy agradable. El agua llega a la superficie de la hoja a través de una red de tuberías de agua negras dispuestas en la superficie. Con el agua fría se enfrían los techos de hormigón de las salas subterráneas. El material almacena el frío hasta el día siguiente y reduce la dependencia de sistemas de aire acondicionado. Por el día los conductos negros se emplean para suministrar agua caliente destinada a los restaurantes, duchas, etc. Las salas están pensadas como una sucesión de “sótanos” para poder aprovechar las temperaturas subterráneas constantes. Así las placas del suelo, paredes y techo se refrigeran bajo tierra. Las capas naturales de temperaturas hacen que sea razonable la refrigeración a ras de suelo, que es muy eficaz sobre todo en espacios de techos altos. El aire fresco entra muy cerca del suelo. El aire caliente asciende al techo donde la capa de hormigón muy aislada vuelve a refrigerarlo. En este proceso sólo se deben refrigerar artificialmente los espacios inferiores. Las hojas se emplean además para la producción de electricidad ecológica. Para ello se han instalado células fotovoltaicas y turbinas de viento de eje vertical en la superficie girada hacia arriba. 17 temperatura enfriamiento de masa NORDDEUTSCHE LANDESBANK HANÓVER, ALEMANIA, 2002 Behnisch, Behnisch & Partner . Transsolar La refrigeración de elementos de construcción es un sistema de conductos de agua instalado dentro de techos de hormigón. Estos techos se mantienen como superficies despejadas y accesibles para que de este modo se pueda refrigerar la estancia. A través de la refrigeración de elementos de construcción se puede emplear en su totalidad la masa térmica de los techos de hormigón. Este concepto permite que las alturas de las estancias sean más bajas, y reduce el volumen y la envoltura de los edificios, ofreciendo así ventajas en cuanto a pérdidas de calor y en cuanto a costes de inversión y de funcionamiento. Sin embargo la acústica de los falsos techos se debe compensar en otro punto. Se debe prestar una mayor atención a los suministros del edificio (luz, conductos, etc.), pues estos no se pueden ocultar fácilmente. chimeneas 18 En las oficinas dentro de la edificación en bloques se emplea la refrigeración de elementos de construcción en los techos macizos descubiertos. El aire saliente llega a los pasillos bien por los sistemas de reposición por encima de las puertas, o bien, en algunas estancias, por el falso techo. Desde allí es llevado a las chimeneas por canales de salida y al exterior. El aire fresco exterior del patio interior fluye por los canales hacia la doble fachada y a las oficinas, por ventanas abatibles. temperatura CLOUDSCAPES XIIª BIENAL DE ARQUITECTURA VENECIA, ITALIA, 2010 Transsolar KlimaEngineering innovación Mediante la estratificación térmica positiva, por la que la temperatura del aire aumenta significativamente con la altura, se puede crear una nube en un espacio cerrado. El vapor y las gotas de agua se liberan en una capa de aire en el centro de la estancia hasta que aquella esté saturada y supere el punto de condensación. Luego la nube comienza a “materializarse”. Al contrario de lo que sucede con la percepción intuitiva, el aire húmedo es más ligero que el seco, por lo que la nube no cae al suelo. Por otra parte el aire por encima de la nube es más ligero dada su elevada temperatura, dándole estabilidad a la nube, de modo que ésta flota entre dos cojines de aire de densidad distinta. Crear una nube en condiciones de laboratorio es una cosa: hacerlo en las históricas Corderie dell’Arsenale de 700 años de antigüedad, otra muy distinta. El espacio de instalación de 900 m² hubo de ser aislado del resto de la exposición y del exterior para mantener estables las condiciones microclimáticas. La densidad del aire fue decisiva, así como lo fue controlar las turbulencias aerodinámicas alrededor de las columnas. Una serie de bombas de calor y ventiladores que hacían circular 30.000 m³ de aire por hora y los tubos fex conectados a ellos estaban ocultos tras una doble pared. Para refrigerar la capa inferior de aire se le retiró la energía térmica, que se aprovechó para calentar la capa superior. El aire climatizado se distribuyó de forma homogénea sin que se produjeran turbulencias. Una vía de tren que atraviesa las Corderie hacía las veces de canal de distribución en el suelo, por el que se llevaba el aire frío a la parte inferior. Unos tubos textiles estrechos colocados por encima de la nube distribuían el aire de forma homogénea a lo largo de todo el techo para la capa de aire caliente encima de la nube, sin perturbar la estratificación térmica. A mismo tiempo se proveía de humedad la nube mediante el suministro de vapor a través de pequeñas aberturas en tubos de cobre. Unos núcleos de condensación empleados a nivel local aumentaron la generación de la nube e hicieron posible un control más dinámico y mejor de su forma visible. Arquitecto: Tetsuo Kondo Architects 19 temperatura AYUNTAMIENTO DE KOLBERMOOR KOLBERMOOR, ALEMANIA, 2012 Behnisch Architekten. Transsolar El nuevo ayuntamiento de Kolbermoor con universidad popular y biblioteca municipal combina un gran confort técnico, visual y acústico con escasa demanda de energía primaria que establece estándares. Los valores objetivo del proceso integrador de planificación fueron una demanda de energía primaria de 75 kWh/a m² y un confort térmico correspondiente a la categoría II de la norma DIN EN 15251. Estas exigencias fueron el hilo conductor del proceso de planificación, que se cotejaron continuamente con las simulaciones dinámicas de edificios. La envoltura dispone de un aislamiento térmico de alta calidad, triple acristalamiento con protección solar externa y, además de ventanas abatibles, de un sistema de ventilación mecánico controlado. Las estancias se calientan o refrigeran mediante la activación de un elemento de construcción. Las simulaciones térmicas mostraron que con este concepto climático está garantizado el confort térmico en todas las estancias analizadas. La minimización del consumo de electricidad desempeña un papel central, puesto que la demanda final de energía tiene, de lejos, el mayor factor de energía primaria. Por ello el ayuntamiento está provisto de sistemas de ventilación mecánicos descentralizados que ahorran energía, con recuperación del calor y tecnología LED que se orienta por la luz del día. Con el calor residual de una instalación industrial (lavandería) situada a 200 m de distancia se cubre el 85 % de la demanda de calor. Además hay una caldera de gas con depósito de almacenamiento para cubrir el suministro de energía en hora de máxima carga y para garantizar el suministro. El factor de energía primaria FEP para calor sólo asciende a 0,17 del calor total producido. El suministro de frío para el sistema de refrigeración en superficie se realiza a través de las aguas subterráneas, que se explotan mediante un pozo de bombeo y un pozo invertido. La potencia refrigeradora máxima de 75 kW es suficiente para cubrir completamente la demanda de frío prevista. Debido a la escasa potencia de la bomba de suministro el factor de energía primaria FEP para el frío se sitúa en 0,01 con esta tecnología. Gracias a este suministro eléctrico la energía primaria está muy por debajo del valor objetivo. 20 aire El aire es el elemento fundamental para las formas de vida superior de nuestro planeta. Nuestra respiración provee de oxígeno el cuerpo, que a escala celular se transforma en dióxido de carbono. Con la espiración los pulmones transportan el CO2 fuera del cuerpo. A través del aliento el cuerpo además desprende calor. El aire se compone de nitrógeno en un 78 %, de oxígeno en un 21 %, de argón en un 1 % y de dióxido de carbono en un 0,03 %. El aire espirado se compone en un 14 % de oxígeno y de en un 4,4 % dióxido de carbono. A 20 °C el aire tiene una densidad de 1,2 kg/m³. Si la temperatura aumenta, disminuye la densidad; si la temperatura disminuye, aquella aumenta. Este fenómeno es responsable de las capas de aire de diferentes temperaturas. Este sistema, en el que el aire caliente está arriba y el frío, abajo, es bastante estable. El aire húmedo tiene un comportamiento análogo al de las capas de temperatura. También en este caso hay una estratificación. Debido a su mayor densidad –más moléculas de agua- el aire húmedo es más pesado que el aire seco y desciende al suelo. Mediante el sudor refrescamos la piel (pérdida de calor del cuerpo por evaporación). El sudor además transmite olores. La emisión de olor se mide en la unidad olf, derivada del término latino olfactus o sentido del olfato. Un olf está definido como la emisión de olor de una persona adulta media, que desarrolla una actividad sedentaria y se ducha 0,7 veces al día (1 ducha/baño cada 36 horas) y cuya piel tiene una superficie total de 1,8 m². Una persona muy fumadora emite 25 olf; un deportista, 30 olf. Un suelo de mármol emite 0,01 olf/m²; en cambio, una moqueta sintética emite 0,4 olf/m². 21 aire Coloquialmentese denomina aire el compuesto gaseoso de la atmósfera terrestre, cuyos componentes principales son los dos gases nitrógeno (78 %) y oxígeno (21 %). En una concentración relativamente alta se le añaden argón (0,9 %) y dióxido de carbono (0,03 %). En su estado natural el aire no tiene olor ni sabor. El oxígeno contenido en el aire es necesario para la subsistencia de todos los seres vivos terrestres aerobios. Todos los animales lo necesitan para respirar. Las plantas necesitan el dióxido de carbono contenido en el aire para hacer la fotosíntesis. Para casi todas las plantas ésta es la única fuente de carbono. Por respiración se entiende la desasimilación aerobia -es decir la desasimilación que consume oxígeno- de sustancias para extraer energía y la consiguiente emisión de dióxido de carbono. Con la respiración el aire entra en el cuerpo a través de la boca (pars orale pharyngis) o la nariz (pars nasale pharyngis). Si se inspira por la nariz, el vello nasal y las mucosas limpian el aire, lo humedecen y calientan. A continuación el aire inspirado atraviesa la faringe, pasa junto a la laringe y las cuerdas vocales, y llega a la tráquea. La tráquea se divide en dos bronquios, que se ramifican sucesivamente en bronquiolos. Al final de éstos se encuentran los alveolos dentro del pulmón, a través de cuya fina membrana el oxígeno penetra en los capilares y, en sentido inverso, el dióxido de carbono de la sangre se devuelve al pulmón. En calma un adulto respira unas 12 veces por minuto, un niño unas 20 veces y un niño de corta edad de 30 a 40 veces. A lo largo de su vida una persona inspira una media de unos 5.000.000 m³ de aire. En calma, a través de la respiración una persona emite a su entorno 19 W de calor en una hora, 3 W de calor perceptible y 22 g de vapor de agua (16 W de calor latente). El pulmón humano tiene una superficie de unos 100 m². Los olores que percibimos son transmitidos por la nariz directamente a zonas del cerebro que forman parte del sistema límbico y por tanto son responsables del control de las emociones. Así pues el cerebro presupone que los olores siempre son importantes para las emociones. Si permanecemos durante un tiempo en un entorno con aire que tiene olor, la percepción de ese olor permanente termina desapareciendo, la llamada percepción fásica, sin que disminuya por ello la capacidad de percepción de otros olores. Normalmente las mujeres tienen un mejor sentido del olfato que los hombres. nariz Los seres humanos tienen unos 6 millones de las células receptoras olfativas en la mucosa olfativa nasal. Con ellas se pueden descubrir 10.000 sustancias diferentes y reconocer unas 5000. pulmones El 99 % de la ventilación del cuerpo se produce a través de la respiración del pulmón. Con una inhalación se inspiran de 0,5 a 0,8 litros de aire aproximadamente. 22 piel Un 1 % de la respiración del cuerpo se produce a través de la piel. aire El Lawrence Berkeley National Laboratory ha demostrado que la productividad de una persona en un entorno laboral puede aumentar en un 7 %, e incluso en un 13 %, sólo con la mejora de la calidad del aire, si la persona tiene la posibilidad de influir directamente en el clima. La mala ventilación de edificios o incluso la falta de ventilación son las causas principales del “síndrome del edificio enfermo”. Uno de los objetivos de Transsolar es facilitar el contacto directo de las personas en edificios con el exterior, incluso cuando el clima exterior es más cálido y/o más húmedo que el clima interior. La posibilidad de influir personalmente en el propio bienestar, sea con aire fresco, sea con luz natural o ruidos del exterior, evita la sensación de estar encerrado. Las personas prefieren un clima interior sobre el que han incidido personalmente, por ejemplo, abriendo una ventana, aun cuando aquel se aparte de los valores normales. La ventilación unilateral mediante la apertura de la ventana y una luz natural optimizada consiguen una profundidad del recinto que puede suponer 2,5 veces la altura de éste. El calentamiento o la refrigeración de un recinto con aire es muy ineficiente en comparación con la refrigeración con agua. Para obtener el mismo resultado se requiere cuatro veces su peso, o 3500 veces su volumen. Por ello para calentar y refrigerar un recinto empleamos el agua. Se pone a disposición la cantidad suficiente de aire, pero sólo como aire fresco necesario. La calidad del aire de un recinto viene determinada, por una parte, por la cantidad de aire fresco, pero, por otra, también por contaminantes del aire que emiten personas, materiales (por ejemplo, alfombras, pegamentos, …), muebles y aparatos de climatización. En comparación con el aire exterior éstos últimos a menudo rebajan la calidad del aire que ha entrado. Los filtros deben limpiar el aire entrante, pero en la mayoría de los casos sucede lo contrario, pues aquellos no se revisan con regularidad. En tal caso sería mejor no tener filtros. Los canales de distribución largos y ramificados de los sistemas de climatización normales tienen el inconveniente de que rebajan drásticamente la calidad del aire. Por el contrario los sistemas de climatización descentralizados tienen tubos cortos y son más fáciles de limpiar; un aspecto positivo en cuanto a la calidad del aire. Los sistemas de ventilación por desplazamiento llevan el aire fresco a las zonas de ocupación, evitan que se mezclen el aire ya usado y el fresco y por tanto proveen las estancias de un aire de mejor calidad empleando menos aire fresco. Las plantas crean un microclima en las estancias: los bananeros descomponen el formaldehido, la hiedra descompone el benzol y un ficus benjamín humedece el aire emitiendo de 15 a 30 g de agua por hora. De este modo se crea un microcosmos para el recinto comparable con los grandes parques de las ciudades, que funcionan como los pulmones de éstas, o la selva amazónica, que desde hace miles de millones de años incide sobre el clima de nuestro planeta. 23 aire La ventilación incontrolada entre el interior y el exterior por causa de escapes y fugas en edificios se denomina infiltración. En el pasado el suministro básico de aire fresco se producía a través de las fugas. Unas tasas altas de infiltración durante el invierno creaban un clima interior seco, aunque unido a grandes pérdidas de calor. Cuanto más herméticamente se construye, más se reduce la pérdida de calor. Sin embargo una mayor humedad interior alberga el riesgo de que se genere moho y líquido de condensación. Para evitarlo son necesarias unas envolturas de edificios bien aisladas. 24 aire La contaminación del aire supone un grave problema para el medio ambiente. La calidad del aire repercute en la salud de las personas, en la forma de vida de éstas y en su productividad. Según diversos estudios una gran parte de la población pasa hasta el 90 % de su vida dentro de edificios. Ello implica que para muchas personas los riesgos para la salud por contaminación del aire son mayores en los interiores que en el exterior. El término “síndrome del edificio enfermo” (SEE) describe problemas graves de salud y un deterioro del bienestar que parecen tener su origen en el edificio que se usa y que no provienen de ninguna enfermedad determinada ni tienen otra causa evidente. Entre los síntomas se cuentan las alergias, los problemas respiratorios, la irritación de la piel, cefaleas constantes, depresiones y sensación de angustia. Estos problemas pueden aparecer en determinadas partes del edificio o en todo él. Se habla de enfermedades relacionadas con edificios (ERE) cuando se pueden comprobar síntomas de enfermedades diagnosticables que tienen su origen inmediato en la contaminación del aire del edificio. Se denomina “efecto chimenea” a un método de ventilación por el que el aire sale de un edificio por la diferencia de temperatura entre el interior y el exterior. Cuanto mayor sea la diferencia de temperatura y cuanto más alta sea la “chimenea”, mayor es también el efecto chimenea y, con él, la ventilación natural. Dado que por lo general los edificios no están totalmente aislados, el efecto chimenea produce la entrada de aire. En invierno el aire ya usado en el interior sube y sale por las aberturas correspondientes. El efecto chimenea disminuye la presión en la parte inferior del edificio, de modo que el aire pesado y frío puede entrar por puertas abiertas, ventanas y otras aberturas de ventilación o fugas. En muchos casos los atrios emplean este fenómeno natural. Contribuyen a un movimiento salubre de aire y desempeñan funciones fundamentales del concepto climático. De este modo son innecesarios los sistemas de retorno de aire, que ocupan mucho espacio. Las chimeneas solares son un método relativamente sencillo incrementar la ventilación en edificios. Se basan en la convección del aire calentado por energía solar pasiva. Durante el día la chimenea se calienta por efecto del sol, lo que conduce a una fuerza ascensional del aire dentro de la chimenea. El efecto de aspiración que se produce al pie de la chimenea se puede emplear tanto para ventilar como para refrigerar el edificio: una forma ideal de ventilación en días calurosos y serenos. Ya los romanos empleaban este tipo de chimenea, que también está muy extendida en Oriente Medio. Para aumentar el efecto refrigerador el suministro de aire fresco puede realizarse a través de zonas umbrías en el exterior o, en caso de que las temperaturas del suelo sean relativamente estables, a través de tubos simples de hormigón en la cimentación. La calidad del espacio exterior es determinante para el éxito de medidas urbanísticas de cualquier envergadura. La calidad del aire sólo es uno de los aspectos. La disposición de las calles, la masa de edificios, la ubicación y la orientación de los edificios inciden directamente sobre la calidad del espacio exterior, y lo hacen durante todo el año. En invierno es muy importante la protección ante vientos fuertes y puede ser razonable limitar la altura de los edificios de modo que el sol invernal llegue a patios interiores, jardines y calles adyacentes. En verano los vientos frescos bien conducidos son ideales para la ventilación. Evitan la acumulación de sustancias nocivas y la generación de islas de calor. 25 aire THE JOHN AND FRANCES ANGELOS LAW CENTER AT THE UNIVERSITY OF BALTIMORE BOLTIMORE, MD, EE.UU., 2013 Behnisch Architekten, Ayers Saint Gross El nuevo edificio del John and Frances Angelos Law Center reúne bajo un mismo techo aulas, despachos de los docentes, zona administrativa y biblioteca jurídica por primera vez en la historia de la universidad. Al mismo tiempo la universidad demuestra con este edificio de grandes dimensiones que persigue estrategias para evitar las emisiones que contribuyen al calentamiento global y que busca la neutralidad climática. Situado en un lugar bien visible del cruce entre Mount Royal Avenue y Charles Street, el edificio define la facultad de Derecho de modo funcional y simbólico como el punto de intersección entre la vida académica y la social, ofrece instalaciones de enseñanza y aprendizaje de última generación y, con su entorno interactivo y comunicativo, favorece la colaboración entre estudiantes, personal docente y personal administrativo. Tres cuerpos entrelazados de edificios en forma de L hacen patentes de forma programática las funciones del edificio – aulas y oficinas, asesoría jurídica a los estudiantes y biblioteca jurídica – y rodean un atrio en su centro, que se prolonga verticalmente por el edificio y conecta los tres volúmenes. Además de su función de nexo, el atrio alberga un vestíbulo, dos cafeterías, así como espacios de trabajo informales y espacios de encuentro. Un nivel ajardinado que recuerda a un foro para actos públicos informales conduce a un jardín exterior en un nivel inferior de la cara norte del edificio. Este jardín, protegido del ruido de la vía rápida al norte por un muro de hormigón y una fuente, es la nueva conexión de la ciudad entre Oliver Street en el oeste y el tejado verde del nuevo juzgado Moot Court en el este. Mediante retranqueos del cuerpo del edificio se crean azoteas ajardinadas en distintos niveles y en las cuatro caras del edificio, gracias a cuya altura en relación con su entorno hay una amplia vista sobre la ciudad de Baltimore. El atrio no es determinante sólo para la función técnica del edificio, sino también para la implementación de los objetivos sociales y pedagógicos de la facultad de Derecho. Se distingue por su gran acristalamiento interior y exterior en conexión con techos planos, de modo que los espacios de trabajo del interior están bien iluminados con luz natural y se produce una alta autonomía de luz natural. Al mismo tiempo se crea un espacio interior transparente y comunicativo, con contacto visual entre los espacios públicos, de enseñanza y administración, de modo que surge un entorno abierto e inspirador. La altura de las plantas en el área de los despachos y aulas está adaptada a la función, por lo que varía y desarrolla una dinámica propia, proporcionando una conexión visual que une. Las numerosas escaleras y rampas de conexión en el atrio hacen posible que los usuarios se muevan relajadamente entre las plantas. Se puede generar sin problema un intercambio comunicativo entre compañeros y estudiantes y se puede experimentar las diversas actividades del edificio en este espacio. La envoltura exterior del edificio se compone de tres tipos distintos de fachada: la fachada de los despachos y las aulas, la de la biblioteca y la del atrio. 26 Los despachos y aulas están provistos de una fachada compuesta de vidrio y aluminio, en la que se alternan superficies acristaladas y elementos de aluminio. La fachada está provista de ventanas abatibles para una ventilación natural. Tiene persianas automáticas que, cuando están cerradas, mantienen la función de conducción de la luz en su tercio superior, de modo que los espacios situados detrás de ellas quedan iluminados por luz natural. La fachada de la biblioteca también es una fachada antepuesta de elementos de vidrio y aluminio. El acristalamiento está impreso en un 70 % para proporcionar sombra. aire Una mitad está completamente impresa, en la otra se va difuminando la impresión. Cada dos elementos de vidrio este difuminado alterna en media planta, de modo que se produce un efecto tridimensional de entramado. La fachada dispone, a modo de colgadizo, de aberturas alternas ajustables para la ventilación natural. El tercer tipo de fachada, la fachada del atrio, es un acristalamiento completo de varias plantas. Las hojas abatibles en todas las plantas permiten la ventilación natural del atrio por accionamiento automático y están además destinadas a la evacuación de humo en caso de incendio. El concepto climático incluye también la activación de la estructura de hormigón visto para calentar y refrescar, unida a una mínima ventilación y deshumidificación mecánicas. La activación de componentes integrada requirió un proceso de construcción extremadamente bien coordinado. La eficiencia energética del edificio se sitúa un 42 % por encima de la norma estadounidense ASHRAE 901-2004 con una demanda de energía primaria anual de 40 kBtu/sf (unos 125 kWh/m² al año). Al edificio le fue concedida la certificación LEED platino. Promotor: University of Baltimore Architectos: Behnisch Architekten y Ayers Saint Gross Armazón: Cagley & Associates Paisajismo: Stephen Stimson Associates Concepto energético y de confort: Transsolar KlimaEngineering Concurso: 2008 Finalización: 2013 Superficie bruta: 17.837 m2 / 192,000 ft2 27 aire proyecto principal JOHN AND FRANCES ANGELOS LAW CENTER, UNIVERSITY OF BALTIMORE BALTIMORE, MD, EE.UU., 2013 Behnisch Architekten . Transsolar Los diversos ámbitos integrantes de una facultad de Derecho, como son aulas, despachos y una biblioteca jurídica, están dispuestos alrededor de un atrio central. El atrio, como importante espacio de aire y nexo, está pensado para la ventilación natural y mecánica. Para la ventilación natural se puede abrir las ventanas que permiten la entrada de aire exterior a las zonas comunes de ocupación. Este aire por su parte llega al atrio, en donde asciende de modo natural por calentamiento. Un extractor de pocas revoluciones succiona el aire hacia arriba y lo expulsa del edificio. El mismo ventilador se emplearía para la extracción de humo del atrio en caso de incendio. El modo mecánico de ventilación provee cada espacio de aire fresco suficiente para una calidad y humedad del aire óptimas. A través del atrio las emisiones gaseosas de los espacios se llevan hasta los sistemas de ventilación con recuperación del calor. De este modo el atrio se ve acondicionado por vía indirecta en lugar de tener que proveerlo de grandes cantidades de aire. La elección entre la ventilación natural y la mecánica depende de las condiciones exteriores y de la decisión de los usuarios in situ. El concepto hace posible una auténtica ventilación híbrida, en la que simultáneamente algunas estancias se ventilan de forma mecánica y otras, de forma natural a través de sus ventanas. Por razones de insonorización el aire se conduce por hojas verticales integradas en la fachada. Baltimore está muy expuesta a los cambios de las estaciones del año. Sobre todo del noroeste llegan vientos fríos, los calientes llegan desde el sur o el oeste. Los vientos estivales no son demasiado fuertes y rara vez superan los 15 ft/s (10 mph). Unos vientos flojos en combinación con una densidad del entorno urbano impiden prever el comportamiento del viento y hacen ver que la ventilación natural no debería depender únicamente del viento. En este caso está indicada la utilización del extractor, para así garantizar la ventilación natural del edificio. En invierno la masa del edificio protege a los viandantes de los vientos del noroeste y durante todo el año favorece las actividades a nivel de calle en la entrada sur del edificio, mientras que en la fachada norte se rebajó la plaza para ofrecer protección. Arquitectos: Behnisch Architekten y Ayers Saint Gross 28 aire Un gran factor que incide en el confort térmico en el exterior es la velocidad del viento. Los factores que dependen del edificio que pueden provocar unas velocidades altas del viento en un entorno urbano y, con ello, corrientes son: básicos bordes, efectos túnel, corrientes descendentes, aceleración del viento por causa de las formas de los edificios. Los efectos se pueden reducir mediante la optimización de las formas de los edificios y/o el cambio de la ubicación, lo que puede implicar un reordenamiento de los edificios. La velocidad media del viento en Boston es de 5,4 m/s a 10 m de altitud. Los espacios en los que el viento tenga una velocidad mayor deberían ser analizados detalladamente. Esto se debe tener en cuenta en caso de su uso para cafeterías, parques infantiles y otras zonas de ocupación permanentes en el exterior. Rosa de los vientos La rosa de los vientos refleja la suma de los vientos existentes en un lugar y la fuerza, dirección y frecuencia relativa de éstos. La rosa de los vientos de Allston Science Complex Development Area muestra una acumulación de vientos del oeste de una fuerza de 3 hasta 9 m/s. Esta información es uno de los requisitos de una planificación de edificios y su ordenamiento, que garantiza tanto el confort del viandante como la ventilación de la ciudad. 29 aire movimiento LVA SCHLESWIG-HOLSTEIN LÜBECK, ALEMANIA, 1997 Behnisch & Partner Büro Innenstadt . Transsolar El vestíbulo representa un centro de la actividad cotidiana en el que se encuentran los colaboradores y visitantes. El hecho de que aquí se tenga un clima agradable se debe a una ventilación natural, que funciona con un esfuerzo tecnológico mínimo y que está regulada por aberturas de ventilación accionadas por ordenador. Los movimientos del aire calculados previamente tuvieron una gran incidencia en el desarrollo del hall. En lugar de contrarrestar la acumulación de aire caliente mediante aparatos las aberturas están dispuestas de tal manera que no se puedan producir corrientes en las zonas de ocupación. Una ventilación generosa impide el recalentamiento. Las superficies de hormigón del suelo, las escaleras y las cajas son accesibles de forma térmicamente abierta para aprovechar su masa térmica. El aire fresco puede entrar al vestíbulo desde todos los lados, dependiendo de las condiciones exteriores. Por la noche el hall se puede ventilar sencilla y seguramente con aire fresco que, por motivos de seguridad técnica, entra por canales terrestres. 30 aire UNILEVER-HAUS HAMBURGO, ALEMANIA, 2009 Behnisch Architekten En la misma orilla del Elba se encuentra la nueva central de Unilver en una situación principal de la HafenCity de Hamburgo. Marca el final del camino que conduce del centro de Hamburgo a las nuevas atracciones, la terminal de cruceros y el paseo del muelle. El elemento central y corazón del proyecto es el atrio, generoso y bañado en luz natural, que en la planta baja ofrece a los viandantes la posibilidad de conocer mejor la empresa en una tienda con productos de Unilever, un café y un spa. El edificio Unilever sigue los principios de la arquitectura holística y sostenible. No sólo el empleo de recursos de tecnología respetuosa, sino la elusión de soluciones técnicas fueron el centro de todas las reflexiones. La refrigeración de los despachos se realiza a través de cubiertas de hormigón armado activadas por elementos del edificio. El sistema de protección solar optimizado por la luz natural está protegido de los fuertes vientos así como de emisiones contaminantes y ruidos procedentes del tráfico marítimo por la fachada de láminas antepuesta al acristalamiento aislante. El consumo de energía primaria del edificio en funcionamiento estará por debajo de 100 kWh/a m². Tanto para la iluminación básica del edificio como para la de los puestos de trabajo se emplea un sistema de SMD-LED de nuevo desarrollo, que en el consumo eléctrico es hasta un 70 % más eficaz que las lámparas halógenas o de haluro metálico del mercado. El edificio Unilever ha obtenido el nuevo certificado medioambiental de HafenCity en oro. Concepto energético en la fase de concurso: Transsolar 31 aire presión NUEVA CENTRAL DE DEUTSCHE POST AG BONN, ALEMANIA, 2002 Transsolar : Concepto climático La presión eólica sobre un edificio se va incrementando con la altura. Así pues el concepto de una protección solar en el exterior y ventanas abatibles en esta torre de oficinas de 40 plantas, totalmente acristalada exigió una doble fachada protectora. Una simulación de dinámica de fluidos computacional (CFD, computational fluid dynamics) muestra una compensación de las diferencias de presión dentro de la doble fachada. Este concepto se basa en la ausencia de protecciones exteriores y el empleo de hojas que se abren y cierran según la presión del viento. Mediante un sistema de monitorización con sensores de temperaturas en todas las estancias y dentro de la fachada es excelente la sensación de confort dentro del edificio. El diagrama representa los diversos perfiles de temperatura en un día de verano extremadamente caluroso. Con el uso de las hojas de fachada desarrolladas expresamente el espacio intermedio de la fachada alcanza una diferencia máxima de temperatura de 5 Kelvin con respecto a la temperatura exterior. Los despachos se refrigeran principalmente mediante la activación del techo. Además el aire entrante puede acondicionarse en la fachada mediante el uso de aparatos de ventilación subterránea. La combinación de refrigeración de elementos y aparatos descentralizados de entrada de aire con acondicionamiento hace posible un sistema sencillo para la climatización que puede ser regulado individualmente. Arquitecto: Murphy/Jahn, Chicago, EE.UU. 32 aire PABELLÓN DE PATINAJE DE VELOCIDAD SOBRE HIELO DE INZELL – MAX AICHER ARENA INZELL, ALEMANIA, 2011 Behnisch Architekten. Transsolar zonificación Por lo general el pabellón se usa para el entrenamiento de patinaje de velocidad y partidos de hockey sobre hielo con hasta 150 personas. La infiltración a través huecos en la envoltura del edificio, originada por el viento y las fuerzas térmicas de empuje y el enorme volumen de aire del pabellón, en este caso procuran la entrada de aire fresco suficiente. En condiciones climáticas frías el aire del pabellón ya es lo suficientemente seco y sólo debe ser calentado. En condiciones climáticas exteriores más calurosas y con ello más húmedas el sistema de ventilación mecánico de circulación de aire se encarga de deshumidificar. El aire de entrada se proyecta desde arriba hacia el borde interior de la pista de hielo y alcanza primero la zona deportiva relevante, antes de moverse hacia las gradas situadas en paralelo a aquella. En acontecimientos deportivos el sistema RLT2 cambia de circulación a aire primario. En el raro caso de una competición de tres días de duración se proporciona hasta cuatro horas de aire fresco del exterior a unos 7000 espectadores. Para no perturbar en flujo radial de aire de salida del RLT2 se emplea además el sistema mecánico de ventilación RLT1. Suministra al pabellón completo aire caliente procedente de la zona de debajo de los espectadores, que se extrae en los laterales de la grada. Las simulaciones CFD (computational fluid dynamics) basadas en las vías de las partículas de aire y los campos de vectores de los flujos del pabellón muestran la separación entre los flujos de aire en la cancha deportiva y en la zona de las gradas, que se consigue crear mediante este concepto de ventilación. Queda patente que no se produce una mezcla de aire procedente de la zona de las gradas o del aire húmedo del exterior con el aire por encima de la pista de hielo. Por ello no se requirió una deshumectación costosa en el sistema mecánico de RLT1. Los resultados permiten además contar con velocidades inferiores a 0,2 m/s por encima de la pista de hielo, de modo que la temperatura de la superficie varía en menos de 0,5 K y es muy homogénea. Dada la ordenación de las aberturas para la entrada y salida del aire no hay una incidencia negativa del sistema de calefacción, ventilación y aclimatación sobre la calidad del hielo. De conformidad con el encargo de 2010, la empresa YIT (Caverion) realizó pruebas de humo en diciembre, que confirmaron el correcto funcionamiento de los flujos de aire. Los resultados de las mediciones de la concentración de CO2 durante el campeonato mundial de patinaje de velocidad sobre hielo mostraron que la combinación de aire primario y aire mixto en las gradas con unos 6000 espectadores proporcionaba una calidad de aire satisfactoria con 1,650 ppm. Arquitectos: Behnisch Architeken, POHL Architekten 33 sonido Las ondas acústicas se componen del movimiento relativo de moléculas del material en el que se propaga la onda acústica. Con cada onda acústica también se transporta energía. La percepción humana valora de forma distinta las fuentes de sonido naturales y las artificiales. Por lo general las fuentes de sonido naturales se perciben de forma más positiva, mientras que los sonidos técnicos suelen considerarse ruido. El oído humano puede percibir sonidos entre 20 y 20.000 hercios aprox. Las frecuencias más altas se denominan ultrasonido; las más bajas, infrasonido. El nivel de presión acústica describe el efecto acústico en un determinado lugar. El decibelio (dB) no es una unidad de la física. Se trata de un valor logarítmico que pone en relación el cuadrado de la presión del sonido, y con él la intensidad de la onda acústica, con el cuadrado de una onda acústica de referencia. Un edificio debería tener una acústica agradable y disponer de aislamiento acústico suficiente, de modo que no penetrara ruido molesto en la casa ni el entorno se viera afectado por la emisión de ruidos procedentes del edificio. Las propiedades del material del medio en el que se mueve la onda acústica inciden en su propagación. Así pues, a través de revestimientos absorbentes o reflectores de sonido en las superficies de la estancia, se puede influir en la acústica de ésta. Se denominan reverberación las ondas acústicas que se vuelven a reflejar en las superficies de la estancia y se propagan en ésta, aunque la fuente de sonido propiamente dicha ya ha enmudecido. El tiempo de reverberación de una estancia depende de las dimensiones de ésta, su geometría y las propiedades de las superficies que la rodean. La inteligibilidad de la palabra en un entorno acústico se ve influida por una serie de factores. Un aspecto es un ruido de fondo, es decir, ruidos leves procedentes posiblemente de varias fuentes de sonido no distinguibles. Un ruido de fondo puede reducir la inteligibilidad de la palabra en un espacio. Por otra parte un ruido de fondo puede superponerse a fuentes de sonido molestas, creando así cierto ambiente de confidencias. 34 sonido La audición es un requisito importante de la comunicación y la orientación, que determina nuestras emociones de modo fundamental. Al contrario de lo que sucede con los ojos, no podemos cerrar nuestros oídos: oímos constantemente lo que sucede a nuestro alrededor. El oído humano está compuesto por el oído externo con el pabellón auricular y el conducto auditivo externo, el oído medio con los osteocillos óticos o huesecillos del oído y el oído interno con la cóclea ósea y los conductos semicirculares que regulan la función del equilibrio. Los 30.000 receptores / células ciliadas del oído interno reaccionan ante la propagación de las más mínimas variaciones de presión y de densidad en los medios elásticos (gases, líquidos, cuerpos sólidos), transforman las ondas acústicas en impulsos eléctricos y conducen estas señales acústicas al cerebro a través del nervio auditivo. Dada la forma del conducto auditivo se producen procesos de resonancia que conllevan el que se vean aumentadas acústicamente frecuencias de entre 3000 y 4000 Hz. Éste es el espectro en el que los seres humanos oímos mejor y en el que se desarrolla la mayor parte de nuestra comunicación. Los reflejos estapedianos protegen nuestro oído de niveles sonoros a partir de 80 – 100 dB: los músculos del oído interno se tensan, por lo que se limita la movilidad de los osteocillos óticos y se reduce la transmisión de las vibraciones hacia el oído interno. Este reflejo protector se activa ya unos 50 ms tras percibir el ruido y perdura algún tiempo después de que la presión del sonido haya disminuido. Así pues los sonidos que aumentan paulatinamente se pueden “reajustar” en el oído; en cambio este mecanismo regulador es demasiado lento para ruidos repentinos. Éstos se perciben “sin sordina” y por tanto subjetivamente se perciben como si tuvieran mayor volumen. Un cometido de los oídos es la orientación en el espacio, es decir, localizar fuentes de sonido, lo que significa determinar su dirección y su distancia. El hecho de que los sonidos naturales en su cualidad de modificables se distingan significativamente de los sonidos técnicos o sintéticos explica que, aunque tengan el mismo volumen, asociemos los sonidos naturales con aspectos positivos, mientras que percibimos como ruido los sonidos técnicos y sintéticos. También oímos con los huesos de nuestro cuerpo. Los huesos son muy buenos conductores del sonido. Cuando hablamos, nos oímos a nosotros mismos con nuestros oídos (conducto aéreo) y a través de las vibraciones de nuestros huesos (conducto óseo). Por ello no acabamos de reconocer nuestra voz cuando está grabada. oídos El oído es el órgano más preciso del cuerpo humano. Podemos percibir sonidos a una distancia a la que aún no podemos ni mucho menos ver la fuente de sonido. Nuestro oído es tan sensible, que un mínimo incremento de la sensibilidad conllevaría que pudiéramos oír el chasquido de las moléculas de oxígeno al colisionar. laringe En la laringe se produce el sonido laríngeo primario que se convierte en la voz humana en las cavidades que contienen aire (canal vocal) por encima de las cuerdas vocales (faringe, cavidad bucal y cavidad nasal). diafragma Todo nuestro cuerpo, en particular el diafragma y el abdomen, percibe las frecuencias bajas. 35 sonido Una doble fachada amortigua el ruido y permite una ventilación natural por apertura de ventanas. Con su agradable sonido de fondo y sobre todo en un atrio, una cascada produce una atmósfera relajada y se superpone a ruidos molestos. El aire entrante no produce ruido, si se conduce hacia una estancia por una superficie que absorba el sonido. Esto sucede de modo casi imperceptible cuando el aire se conduce a través de un laberinto, que puede estar alojado, por ejemplo, en un separador de estancias. Los edificios que, como masa térmica, usen muchas superficies de hormigón despejadas necesitan soluciones inteligentes para evitar problemas acústicos. Como superficies absorbentes de sonido se pueden emplear, por ejemplo, cortinas, láminas microperforadas y hojas plásticas o suelos muy absorbentes. Los sistemas pasivos de suministro de aire y de refrigeración minimizan o incluso evitan totalmente una “contaminación por ruidos”, como los que producen los elementos mecánicos, tanto en el interior (aire acondicionado y ventiladores) como en el exterior (refrigeradores de agua atmosférica y torres de refrigeración). El sonido tiene un sinfín de variantes. Es determinante para nuestra calidad de vida y uno de los medios más importantes de comunicación. Si es rítmico y melódico, lo identificamos como música. Transporta estados de ánimo, el sonido del viento y del mar, por ejemplo, o el canto de los pájaros. En el caso del lenguaje u otras señales conocidas transmite información. Un tipo de sonido que incida en la capacidad normal de oír se denomina sonido modificado o ruido. Incluso cuando apenas se percibe un sonido, se desea un entorno tranquilo. En la ciencia, la arquitectura y en la ingeniería el ruido normalmente se considera un elemento indeseado y molesto, por ejemplo, el tráfico rodado, una conversación ruidosa en pasillos públicos, el funcionamiento permanente de maquinaria, también los murmullos ahogados de los espectadores. Cuatro características del sonido -intensidad, volumen, molestia y agresividad- determinan la reacción del oyente y su valoración del sonido como “ruido”. Los ruidos fuertes inciden negativamente en la salud (por ejemplo, la pérdida de audición) y en la productividad general (la capacidad de concentrarse en el trabajo). La ciencia de la acústica y la investigación del sonido abarcan muchas disciplinas: los físicos intentan averiguar cómo se comportan las ondas acústicas, los ingenieros desarrollan soluciones para los problemas de ruido, los sociólogos se esfuerzan por comprender cómo reaccionan los seres humanos ante el sonido y lo que significa para ellos. Los acústicos se ocupan de la calidad de las superficies de las estancias, así como del análisis y la manipulación de las propiedades antiacústicas y reflejantes de sonido de los materiales utilizados. La calidad del sonido de una estancia se puede incrementar o reducir mediante el uso de propiedades insonorizantes o difusoras del sonido de las diversas superficies. 36 sonido La acústica de una estancia depende de su tamaño, su geometría y los materiales empleados. Las dimensiones inciden en la frecuencia de la resonancia mientras la geometría, es decir, la posición de las paredes, el suelo y el techo unos respecto de otros y los ángulos correspondientes determinan la dirección del sonido reflejado. Las ondas acústicas en la estancia son absorbidas, reflejadas o propagadas por superficies, muebles y personas. En cuanto una persona entra en una estancia se modifica la acústica. También los muebles, las alfombras, cortinas y los revestimientos de paredes y suelos desempeñan un papel determinante. Cada material tiene sus características de vibración específicas, que transmiten el sonido de forma diversa. Las vibraciones producen nuevas ondas acústicas de menor fuerza al otro lado de esa parte del edificio. Esta transmisión de sonido procedente de una fuente en un espacio (interior o exterior) hacia otro espacio se denomina transmisión o propagación de sonido. En la comunicación se trata de oír y ser oído. La inteligibilidad del lenguaje tiene una importancia fundamental, por ejemplo, en el caso de conversaciones de dos personas o en ocasiones formales con varios participantes. Idealmente las conversaciones no deberían verse afectadas por ruidos de fondo, como los de los sistemas de ventilación o por otra conversación cercana. Para lograrlo se debe poner atención a una buena distribución de los lugares en los que se habla. Los estudios han demostrado que la capacidad de concentración se ve mermada sobre todo por otras voces. Por ello se debe encontrar soluciones acústicas especiales para oficinas de planta abierta y celulares que procuren una buena acústica interior. Una de las funciones de los edificios consiste en proteger a los usuarios de ruidos indeseados procedentes de las fuentes más diversas. Dado que hoy en día los edificios se encuentran más cerca unos de otros que antiguamente y a menudo también más próximos a fuentes de ruido como autovías, líneas ferroviarias y aeropuertos, la protección ante el ruido es un cometido cada vez más complejo. El control de ruidos en edificios sólo se puede aplicar, si se detecta la fuente interior o exterior. Además un control eficaz y económico depende asimismo de la envoltura del recinto y de los usuarios. Dependiendo de la fuente, se puede controlar los ruidos de diversas formas, por ejemplo, mediante la forma del edificio, la ubicación o las plantas protectoras, los procedimientos de construcción, la forma del edificio o el empleo de dobles fachadas y ventanas de doble marco. La mera masa de la construcción de hormigón frente a una construcción de madera o estructura metálica, por ejemplo, puede reducir en un 80 % la penetración del sonido a través de las paredes. Los materiales antiacústicos se pueden instalar en torno a ventanas, siempre y cuando no incidan en la ventilación. Otra buena posibilidad de tapar ruidos son además los elementos acuáticos o plantas que suenan en el viento. 37 sonido NORDDEUTSCHE LANDESBANK HANÓVER, ALEMANIA, 2002 Behnisch, Behnisch & Partner . Transsolar El nuevo edificio del banco regional Norddeutsche Landesbank se encuentra en el corazón de Hanóver. Al oeste le siguen el ayuntamiento y el área recreativa Maschpark. La plaza Ägudientorplatz al norte y la avenida Friedrichswall tienen un gran volumen de tráfico. La ubicación del edificio nuevo y su uso como centro administrativo, así como su tamaño hacen que sea difícil encuadrarlo en la zona de negocios del centro de la ciudad en el norte o las áreas residenciales que limitan al sur. Por ello el edificio, que ocupa toda una manzana, y en particular la planta baja, accesible al público en general, hacen las veces de zona de transición que conecta entre sí las diversas actividades urbanas, como el comercio, la cultura, el deporte y el ocio. De conformidad con las condiciones del proyecto establecidas por el ayuntamiento, el edificio de cuatro a seis plantas está ubicado a lo largo de las calles existentes, encajando en su entorno. Los desfases de alturas crean transiciones hacia las medidas de los edificios vecinos y el trazado de las calles del centro urbano colindante. En el centro del complejo se encuentra un “oasis” protegido del ruido de las calles adyacentes, un patio interior abierto al público, que no sólo se caracteriza por las actividades del banco, sino también por comercios, restaurantes, cafés, galerías, grandes lagos artificiales que reflejan la luz, arte y cubierta herbosa abundante. A partir de este patio se desarrolla un edificio característico de setenta metros de altura, desvinculado del estricto orden formal del edificio situado en el borde de una manzana, y establece una relación con el centro urbano. El concepto medioambiental para el Norddeutsche Landesbank incluye un gran número de medidas planificadas cuidadosamente. Al igual que en los casos del Genzyme Center y el Instituto de Investigación Forestal y de la Naturaleza de Wageningen el bienestar del usuario y el bajo consumo energético configuran el foco de interés del concepto energético, que se orienta en los condicionantes de la ubicación y el programa del edificio. Con el uso óptimo de las condiciones y los recursos naturales como el sol, el viento, el aire exterior y las temperaturas constantes del agua subterránea se pudo prescindir en gran medida de los sistemas de aire acondicionado. De este modo los gastos de mantenimiento se reducen notablemente. Unos despachos con un máximo de luz natural reducen el empleo de luz artificial. Para establecer la calidad de la protección solar y el acristalamiento se realizaron estudios computerizados de sombra. La protección solar está diseñada de modo que se evite un oscurecimiento excesivo de las estancias incluso con el efecto protector óptimo, lo que por su parte exigiría el empleo de luz artificial. Las láminas superiores están ajustadas de modo alterno con respecto al resto de la pantalla y reflejan la luz del sol hacia el techo reflectante y hacia el fondo de la estancia. Las paredes que dan a los corredores están acristaladas y producen una entrada mejorada de luz natural, de modo que los usuarios necesitan encender la luz con mucha menos frecuencia de la habitual. 38 sonido Las dobles fachadas protegen del ruido y los gases de combustión, frenan el viento y hacen que sea posible una ventilación natural a través de la ventana también en las fachadas de mayor carga. La protección solar instalada en el espacio intermedio se puede emplear incluso cuando hay viento fuerte. Además las ventanas hacen llegar aire fresco a las oficinas. En la doble fachada se introduce el aire limpio del patio interior, lo que hace que se pueda ventilar abriendo las ventanas incluso en las fachadas de mayor ruido. Todos los espacios se pueden ventilar de manera natural abriendo la ventana, de modo que se puede aprovechar el potencial de refrigeración del aire exterior, cuya temperatura sólo supera los 22 °C como mucho un 5 % del año. Las láminas de ventilación instaladas en las paredes que dan al corredor conducen el aire viciado hacia el pasillo. Allí se lleva al exterior a través de chimeneas. En la cubierta del edificio están instalados sistemas de recuperación del calor. En los meses de calor el potencial de refrigeración del aire exterior a menudo no es suficiente. Es entonces cuando entra en acción la refrigeración de elementos constructivos para una refrigeración activa de las oficinas. Se lleva agua de 18 °C por una red de tubos de polietileno embebidos en la estructura del techo. En días de verano normales es suficiente llevar agua por el sistema de tubos durante la noche. El frío acumulado se desprende en las estancias en el transcurso del día. Los aparatos refrigeradores tradicionales no son necesarios porque la producción de agua fría se realiza mediante un termointercambiador geotérmico situado en los pilotes de cimentación. La energía geotérmica se emplea doblemente: el calor desprendido hacia la tierra en verano se acumula y se extrae en invierno para utilizar la refrigeración de elementos de construcción como superficie radiante de baja temperatura. El agua de los termointercambiadores tiene una temperatura de unos 6 °C y con ayuda de una bomba de calor se calienta a unos 30°C en el ciclo calorífico. Debido al mínimo aumento de temperatura, la bomba de calor trabaja muy eficazmente. En verano el sistema funciona al revés: el calor de las oficinas se lleva a la tierra pasando a través del techo de la planta. El agua recirculada de unos 25 °C se enfría en la tierra y se emplea para refrigerar los techos de las plantas. La electricidad cara sólo se necesita para hacer funcionar la bomba de recirculación. El balance anual del calor aportado y extraído es equilibrado para la tierra. Promotor: Demuro Grundstücksverwaltung GmbH & Co KG (Encargo: Norddeutsche Landesbank) Arquitecto y proyectista general, edificios e interiores: Behnisch, Behnisch & Partner, Stuttgart, Alemania Concepto medioambiental: Transsolar Klima Engineering Proyectista especializado en luz natural y artificial: Bartenbach LichtLabor, Aldrans, Austria Concurso:1996 Conclusión: 2002 Superficie bruta: 75.000m2 Interior bruto: 296.000m 3 Número de puestos de trabajo: 1500 39 sonido proyecto principal NORDDEUTSCHE LANDESBANK ADMINISTRACIÓN CENTRAL HANÓVER, ALEMANIA, 2002 Behnisch, Behnisch & Partner . Transsolar El diseño arquitectónico del gran patio interior se orienta en la geometría del edificio. La zona de entrada y el restaurante para el personal están rodeados de un paisaje artificial con tres lagos que reflejan la luz y que están conectados por varias cascadas llanas. Éstas producen un ruido ambiente agradable, de modo que los ruidos del tráfico se perciben más atenuados. Debido a las diversas alturas de los lagos el agua está en constante movimiento, por lo que no se pueden generar algas. También la intensidad de la luz natural del patio se beneficia de los lagos. Sólo hay cubierta herbosa en la cubierta del restaurante para el personal y las terrazas que se encuentran por encima de ella. Ofrece un estímulo óptico con el cambio de su coloración a lo largo del año. Además tiene un efecto insonorizante y aislante, ofrece un espacio vital a insectos y pájaros y crea un contraste para con la arquitectura. 40 sonido Es invisible un aspecto importante del diseño de un espacio arquitectónico: el sonido. Obviada y simplificada a menudo, la acústica es un elemento integral del diseño, que debería ser tenida en cuenta en el proyecto, pues también es decisiva en cuanto a la calidad del espacio y el bienestar dentro de él. Independientemente de que se quiera crear un espacio tranquilo y contemplativo o un punto de encuentro lleno de vida, la planificación acústica es esencial para la funcionalidad de cada entorno. Por ello es importante que la calidad acústica se oriente en la demanda de la estancia, el espacio abierto, la zona de descanso y la de oficinas, hasta las aulas, los baños y los oratorios. Al igual que el nivel de sonido y la calidad de la acústica de la sala deberían ajustarse al uso de la estancia, los materiales empleados se deberían ajustar a la arquitectura. La activación de elementos constructivos exige techos de hormigón despejados; sus superficies reflejan el sonido y hacen que la acústica sea dura, por lo que deben estar disponibles en la estancia otras superficies insonorizantes necesarias. El uso de materiales absorbentes de sonido, como suelos y techos acústicos, puede amortiguar los ruidos, pero el empleo de un material cualquiera puede hacer que la estancia esté demasiado atenuada. Una selección inteligente de material debería incluir la calidad acústica y subrayar la impresión visual de la estancia. La instalación de un elemento de agua que mejore la calidad del aire además produce un ruido ambiente relajante. Unas zonas verdes con vegetación abundante atenúan el sonido, producen aire fresco y dan vida a la estancia. Las cortinas absorben los ruidos, ofrecen color y pueden crear esferas privadas. Un diseño que tenga en consideración la calidad acústica, incrementa la funcionalidad, emplea más eficientemente los materiales y genera aceptación de la estancia y su uso: algo esencial, para la creación de edificios sostenibles. 41 sonido ambiente CENTRAL DE UNILEVER PARA ALEMANIA, AUSTRIA Y SUIZA HAMBURGO, ALEMANIA, 2009 Behnisch Architekten El gran atrio iluminado por luz natural es el elemento central y corazón de este edificio de oficinas de 1200 puestos de trabajo. En la planta baja se ofrece al público la posibilidad de conocer mejor la empresa mientras visita la tienda de Unilever, el café o se relaja en la zona del spa. El atrio es además un lugar central de encuentro en el que las personas se comunican y pueden trabajar juntas en los espacios abiertos. La convivencia viva y comunicativa en esta zona multifuncional requiere por tanto soluciones acústicas apropiadas. Para crear las condiciones de trabajo adecuadas se adoptaron diversas medidas. Para este propósito en particular se desarrolló un sistema de doble suelo con moqueta de efectividad acústica. Además el revestimiento de la barandilla -placas acústicas de lana de madera y de colores, que normalmente se emplean como revestimiento de techos- refuerza el carácter informal del edificio. Concepto energético del concurso: Transsolar 42 sonido TERMA BAD AIBLING BAD AIBLING, ALEMANIA, 2007 Behnisch Architekten. Transsolar Las instalaciones recreativas públicas, como las piscinas con sus grandes superficies reflectantes de sonido, son un gran desafío para los acústicos. En el baño termal de Bad Aibling, en Baviera, que se inauguró en 2007, está atenuado el nivel de ruidos de la piscina cubierta, mientras que al mismo tiempo los sonidos característicos del agua corriente siguen siendo audibles en las distintas estancias e incluso se aumentan. Mediante la ubicación de cada piscina en un “gabinete” propio (en realidad, una estancia singular de forma semiesférica dentro de otra estancia) se reduce la propagación de ruidos ya en la fuente que la genera, antes de que éstos se difundan hacia el resto del espacio y se perciban como algo molesto. El techo de madera insonorizante de la piscina contribuye a atenuar el sonido e incrementa el contraste con respecto al ruido ambiente en cada gabinete, lo que complementa el amplio espectro de percepciones espaciales y sensoriales en este singular baño termal. 43 sonido reverberación GENZYME CENTER HEADQUARTERS BUILDING CAMBRIDGE, MA, EE.UU., 2004 Behnisch, Behnisch & Partner, Inc. Además de nuestra ropa, los artefactos que nos resultan más cercanos físicamente en nuestro entorno construido son los muebles. Si una silla es demasiado alta, calurosa o dura, una mesa, demasiado alta o fría, nos sentimos a disgusto y no podemos concentrarnos en nuestro trabajo. Los colores, formas y materiales diversos de los muebles del Genzyme Center ofrecen muchas experiencias hápticas, ópticas, espaciales y acústicas. Mesas, sillas, mostradores, monitores y armarios están conjuntados con los revestimientos de los suelos y las cortinas y diferencian las estancias según sus cometidos, por ejemplo, trabajo concentrado, descanso o lugares comunicativos. Las cortinas son un buen medio para dar color a un espacio. Además aíslan de la radiación de las fachadas, que en invierno es sobre todo fría y en verano, caliente, y absorben el sonido, al igual que los revestimientos del suelo y las tapicerías de los separadores de ambientes. Concepto del entorno: Büro Happold 44 sonido INSTITUTO DE EDUCACIÓN SECUNDARIA ERGOLDING ERGOLDING, ALEMANIA, 2013 Behnisch Architekten . Transsolar sombra La acústica de una estancia incide de modo significativo en la inteligibilidad del lenguaje y nuestras costumbres auditivas. Ello tiene consecuencias para nuestra salud, concentración, nuestro rendimiento y bienestar. Dado que la comunicación desempeña un papel decisivo en la transferencia del saber, se requiere una amplia comprensión del lenguaje. Ésta es la clave del éxito, en particular en la enseñanza de idiomas extranjeros. La condición previa es un entorno de aprendizaje y enseñanza bien equipado. Las estrategias acústicas dependen, en primera línea, del uso de la estancia. Cuanta más comunicación se produzca en una estancia y cuantas más personas se encuentren en dicha estancia, tantas más estrategias acústicas se deben implementar. Una institución de enseñanza debe ser apropiada para muchos usos de diversos niveles de ruido. Un buen diseño de la estancia y la acústica posibilitan un uso flexible del espacio. Para alcanzar una buena comprensión del lenguaje con los muebles habituales y el suelo reverberante de un aula, la superficie insonorizante debería corresponderse con la del suelo. Lo más sencillo sería un techo totalmente insonorizante. Dado que el techo del instituto de Ergolding se emplea para refrigerar y calentar las estancias, debe permanecer despejado en su mayor parte. Así pues sólo fue posible implementar como superficie acústica un 40 % de los techos; el 60 % restante se complementó con otro sistema. Diversos productos y sistemas se probaron en el modelo de un aula de enseñanza ideal. Como sistema idóneo se revelaron las pantallas acústicas del techo en combinación con moquetas y un separador de pasillo cubierto con amortiguadores de sonido con aberturas. Los tres sistemas acústicos tienen una doble función: Los absorbentes del techo hacen las veces de conductos de cables eléctricos. La moqueta recoge el polvo fino y contribuye así a un buen clima de la sala. En los separadores se integran elementos técnicos necesarios. Las bandas para la luz del separador permiten la entrada de la luz solar en las aulas y hacen posible un buen aprovechamiento de la luz natural, de manera que, pese a la orientación de las aulas hacia el norte, se puede prescindir en gran medida del empleo de luz artificial. Un planteamiento en dos fases ofrece la posibilidad de ampliar la superficie acústica en hasta 10 m² en una pared. Arquitectos: Behnisch Architekten con Leinhäupl + Neuber 45 luz La luz natural es incolora para los seres humanos. A media mañana la luz solar tiene un mayor contenido de azules (que tienen un efecto estimulante sobre el ser humano), mientras que a última hora de la tarde aumenta el contenido de rojos (cuyo efecto sobre el ser humano es relajante). La luz, la forma de energía más rápida y volátil y que no se puede almacenar, se mueve a una velocidad 300.000 km/s, recorriendo así unos 9,5 billones de kilómetros cada año. Los fenómenos físicos relacionados con la luz se pueden explicar en parte con la teoría de las partículas y en parte por la descripción de la luz como onda electromagnética. La radiación solar que incide en la superficie terrestre está compuesta en un 50 % por luz natural (380 -780 nm), en un 35 % por radiación infrarroja (780 – 2500 nm) y en un 15 % por radiación ultravioleta (150 – 380 nm). El ojo humano tiene una sensibilidad distinta para cada dominio espectral de la luz natural. La mayor sensibilidad es la relativa al dominio de longitud de onda verde. La tonalidad cromática de una superficie depende de los coeficientes de reflexión específicos de la longitud de onda. Si se refleja todo el espectro, la superficie se ve totalmente blanca; si queda absorbido todo el espectro, se ve negra; si se refleja el intervalo de longitud de onda roja, se ve roja. La eficiencia de una fuente luminosa se describe a través de su rendimiento luminoso. Éste se corresponde con el cociente del flujo luminoso radiado en lumen con la potencia utilizada en vatios [lm/W]. El sol es la fuente luminosa más eficiente con un rendimiento luminoso de 100 – 125 lm/W. En comparación un tubo fluorescente alcanza 80 lm/W y una bombilla, 20 lm/W. El 42 % del consumo eléctrico en los EE.UU. se destina a iluminación artificial. La luminancia del sol asciende a 130.000 cd/m². Si el ojo humano está expuesto a esta luminancia durante tiempo, ésta le producirá lesiones severas. Un cielo totalmente encapotado tiene una luminancia de 12.000 cd/m² y un monitor LCD, unos 400 cd/m². La atmósfera terrestre impide que llegue a la superficie de la tierra el intervalo de longitud de onda de mayor energía de la radiación solar, los UV-C. Los UV-B y UV-A, imprescindibles para la vida, pueden traspasar la atmósfera. La radiación con luz azul se emplea como tratamiento de la hepatitis y en bebés. Si hay poca luz ambiental, el ojo humano ve gracias a los bastones, unos receptores en la retina, que sólo perciben el blanco y el negro. Sólo si hay más luminosidad, puede percibir colores a través de los conos. Ver significa que las células de la retina en la parte trasera del ojo humano reaccionan ante cambios de luz con una modificación (de la tensión) de la señal eléctrica que el nervio óptico transmite al cerebro. 46 luz La especial importancia que la percepción visual tiene para el ser humano se refleja en el tamaño y la cantidad de las áreas cerebrales implicadas en el análisis de imágenes. Además de la corteza visual primaria, que ocupa aproximadamente un 15 % de la corteza cerebral total, hasta la fecha se han descrito más de 30 áreas visuales distintas. En total cerca de un 60 % de la corteza cerebral participa en la percepción, interpretación y reacción ante estímulos visuales. El sistema visual del cerebro humano procesa estímulos visuales en aproximadamente 100 – 150 milisegundos. Por tanto las señales se difunden a una velocidad de hasta 350 km/h. La diferencia máxima de luminosidad que puede resolver la retina es de 1:10. A partir de ahí el ojo debe adaptarse modificando el diámetro de la pupila. La solapación de ambos sistemas permite una adaptación a iluminancias de 1 lux de la luz de luna y hasta la luz del sol de 150.000 lux. La radiación UV sobre la piel produce bronceado y aumenta la producción de vitamina D. La vitamina D es imprescindible para la asimilación del calcio. Una exposición al sol moderada puede prevenir la osteoporosis. cerebro El cerebro humano está ocupado principalmente con impresiones visuales. El ser humano utiliza aproximadamente el 50 % de la corteza cerebral para analizar información visual. ojos La percepción visual del ser humano se realiza a través de receptores que se encuentran en la retina. Hay dos tipos básicos de estas células: los bastones sólo distinguen contrastes de blanco y negro, los conos perciben los colores. El color es una impresión sensorial subjetiva que se produce cuando la luz de una determinada longitud de onda cae sobre la retina y hace que las células sensoriales específicas produzcan un estímulo nervioso que se conduce al cerebro, en donde llega a la consciencia de la persona en forma de color. A lo largo de la vida parpadeamos 415 millones de veces. piel Absorbemos la luz tanto a través de los ojos como de la piel. A través del ojo y la piel se desencadenan procesos fotobiológicos en el ser humano que inciden en nuestro estado físico y anímico. 47 luz Investigaciones del Lawrence Berkeley National Laboratory han dado como resultado que una iluminación natural de los lugares de trabajo conlleva un incremento de producción del 15 al 20 % por parte de los empleados (en comparación con lugares de trabajo con luz artificial). El calentamiento de los lugares de trabajo por la iluminación es entre dos y cuatro veces mayor en el caso de luz artificial que en el de la luz natural. La luz natural no parpadea, es cromáticamente neutra, contiene el espectro completo de radiación desde los infrarrojos hasta los ultravioletas, varía según la hora del día, tanto en lo referente a intensidad como en cuanto a la composición, correspondiéndose así con el ritmo diario del cuerpo humano. Con luz natural proveniente de un lado se puede conseguir una zona iluminada en el espacio cuya profundidad sea 2,5 veces la altura del recinto. Los edificios de luz del día optimizada alcanzan una autonomía de luz natural de hasta un 80 %. Ello quiere decir que un edificio puede funcionar con luz del día durante hasta el 80 % del tiempo de su uso. Además de un gran ahorro en electricidad destinada a la iluminación, se puede ahorrar también energía destinada a la refrigeración, dependiendo del acondicionamiento del edificio. Una gran diferencia de luminancias (mayor de 1:10) puede producir deslumbramiento. La iluminación natural incide positivamente en la salud incluso cuando se producen deslumbramientos o luminancias heterogéneas. La transmisión de luz natural de una ventana es del 70 – 90 % dependiendo de su grosor. La radiación térmica de onda larga no se transmite, lo que produce un efecto invernadero. Esto explica la peor protección solar de sistemas que se sitúan en el interior. La radiación solar que éstos absorben se mantiene, transformada en calor, en la estancia y puede producir un calentamiento excesivo. Los recubrimientos metálicos de grosor microscópico y altamente selectivos en el ventanal reflejan o absorben no sólo los intervalos espectrales visibles de la radiación solar, sino que también transmiten la luz natural. De este modo se pueden alcanzar selectividades máximas, es decir, la relación entre la transmisión de luz natural y la transmisión de energía de 2:1 en el caso de ventanas modernas (por ejemplo, un 66 % de transmisión de luz natural frente al 33 % de transmisión energética). El recubrimiento de ventanas modifica la composición espectral de la luz natural que penetra en la estancia. Esta distorsión cromática se describe con el índice de rendimiento en color Ra. Dependiendo de la meteorología y del estado del cielo la intensidad de iluminación en el exterior puede variar en el factor 10. Es por esto por lo que una fachada optimizada debería poder reaccionar ante estas condiciones variables del entorno. Las serigrafías cerámicas o los recubrimientos para proteger del sol son protecciones solares que no pueden adaptarse a los cambios meteorológicos. 48 luz Día a día, en cuanto despertamos por la mañana, estamos expuestos a impresiones ópticas. Sin luz no veríamos nada. La luz desempeña una función clave en la evolución y también en la observación de la arquitectura. Hace posible reconocer un espa cio, desvela estructuras, formas y contornos. La luz da forma a nuestra vivencia de un espacio y la calidad de la luz influye en la percepción de nuestro entorno natural o creado por el ser humano. Cuando se trabaja con luz natural o artificial, hay que ser consciente en todo momento de que la luz propiamente dicha no es visible. Solo ilumina las superficies sobre las que se proyecta. Por ello dichas superficies son de especial importancia en la planificación de la iluminación. En nuestros edificios utilizamos elementos reflectantes, sistemas de protección de la luz y difusores para influir sobre la radiación solar directa. Estas herramientas sirven al direccionamiento de la luz y su efecto sobre la estancia. La luz artificial se ha convertido en una parte fundamental de nuestra vida, no sólo en el espacio público, sino también en las áreas más personales, en aquellas en las que vivimos. La entrada controlada de luz natural en edificios da luminosidad y vida a los interiores. Las variaciones naturales de la luz crean conexiones ópticas con el mundo exterior y con el tiempo meteorológico. Ambas cosas son importantes para el bienestar, y además se puede disfrutar de ellas. Algunos de nuestros proyectos muestran que con sentido común se puede planificar edificios con una profundidad de estancias adecuada, que no sólo hacen posible la ventilación mediante ventanas, sino que también ofrecen bonitas vistas, haciendo superflua una iluminación compleja y cara. Al inicio del proceso de planificación analizamos la forma arquitectónica y los interiores en relación con la entrada de luz para que los usuarios necesiten la menor cantidad de luz artificial que sea posible. Durante mucho tiempo no se vio la importancia de la luz natural y la artificial para la percepción de los espacios. La manera en que percibimos y entendemos forma y color se ha desarrollado con el efecto de la luz natural. Hasta la fecha no hay ninguna forma de luz artificial que alcance las propiedades de reflejo cromático que tiene el sol. Las variaciones en la cantidad y calidad de la luz por influencia del tiempo, por ejemplo, de nubes que pasan o de la lluvia, crean impresiones que enriquecen nuestra vida cotidiana. Las fuentes luminosas además fomentan la comunicación. En tiempos pasados, cuando la electricidad aún no estaba muy extendida, las personas se reunían en torno a una fuente luminosa para hablar y trabajar. Las “islas de luz” naturales o artificiales pueden tener un efecto comunicativo similar, sobre todo en el caso de edificios grandes. El Genzyme Center es un ejemplo de ello: el concepto de iluminación para los jardines del atrio crea una serie de puntos de reunión para encuentros informales. También la gradación de la luz desempeña un papel importante: es mucho más interesante moverse en espacios de intensidad lumínica diversa que en zonas de luz constante e “ideal”, sin sombras o características particulares. 49 luz GENZYME CORPORATE HEADQUARTERS CAMBRIDGE, MA, EE.UU., 2004 Behnisch, Behnisch & Partner, Inc. El inversor Lyme Properties, especializado en empresas farmacéuticas y biotecnológicas, tenía prevista la construcción de una nueva sede administrativa principal para Genzyme Corporation en Cambridge, Massachusetts, que tuviera diversos usos en la planta baja. El edificio, terminado en 2004, ofrece condiciones ideales para trabajar, según los usuarios. El empleo calculado y planeado de luz natural desempeña un papel importante tanto para la calidad del espacio como para la viabilidad económica del edificio. Como proyecto pionero en estrategias de planificación “verdes” para la arquitectura empresarial en los EE.UU., con el análisis de costes el edificio no sólo ofrecía información valiosa para la construcción respetuosa con el medio ambiente, sino que muestra las posibilidades en las que pueden orientarse promotores, arquitectos y la industria de la construcción. Las soluciones aplicadas aquí ofrecen un enfoque holístico que incluye la envoltura, el espacio de aire, el atrio, los sistemas tecnológicos descentralizados, los sistemas de luz natural, la fotovoltaica, los jardines y los sistemas de uso de agua de lluvia, así como el calor residual de una planta generadora de energía para la refrigeración y la calefacción. Los recintos están hechos de manera que se establece contacto visual en el interior y hacia el exterior, por lo que se puede presenciar los muchos cambios del mundo exterior. Así se cumple de antemano la “legislatura azul y verde” comunitaria en vigor. Los arquitectos y planificadores técnicos, el promotor y la empresa constructora trabajaron juntos para equilibrar la arquitectura, los costes, la edificabilidad y la seguridad de tal modo que se pudiera realizar un edificio caracterizado por la conciencia de la responsabilidad medioambiental. Se consiguió: el edificio obtuvo la certificación de LEED Platinum, la máxima categoría de arquitectura sostenible de los EE.UU. Los pisos de formas diferentes están dispuestos en torno a un atrio central y abierto. Escaleras y pequeños puentes crean conexiones entre los diversos secciones y jardines interiores, que posibilitan los encuentros y la comunicación. Una ventilación natural aumenta la calidad de los despachos. Se pueden abrir las lamas de ventilación de los miradores de las dobles fachadas. En este caso el sistema de aire acondicionado se apaga automáticamente en esa zona. Los sistemas de ventilación están controlados por un sistema de gestión de edificios (BMS). También la calidad del aire del interior y la entrada necesaria de aire fresco del exterior están reguladas por sensores de CO2. Cuando las ventanas están cerradas, el sistema de ventilación reacciona. La planificación del edificio estuvo muy marcada por las elevadas exigencias de calidad de la luz natural y la artificial. Los interiores, sobre todo el atrio, están bañados en luz natural. En cada lugar de trabajo se puede regular de modo individual los sistemas de protección solar y contra el deslumbramiento. Los sistemas de luz natural se componen de los siguientes elementos: Helióstatos y espejos que reflejan la luz del sol hacia el atrio. Una “araña de cristal” y un panel de lamas controlado en el lado norte del atrio reflejan la luz hacia la profundidad de las estancias circundantes. Está refractada múltiples veces y cambia con el movimiento, de manera que se experimenta la dinámica de la luz solar. El atrio es un canal de luz y de salida de aire viciado. El aire ascendente mueve los elementos de la “araña de cristal” semejantes a un móvil, que así crean dibujos de luz en cambio constante. Persianas venecianas en la fachada interior que en la parte superior reflejan luz natural hacia los despachos, que se controlan automáticamente, pero que también se pueden regular de forma individual. 50 luz La luz artificial se adapta automáticamente y, en caso de necesidad, complementa la luz natural en los despachos. Se orienta por las necesidades reales, no por la hora. Con este concepto de iluminación también disminuyó el consumo anual de energía frente al modelo de partida del DOE-2 (Departamento de Energía) en nada menos que el 45 %. El concepto no sólo reduce el consumo máximo de electricidad de 356 kW a 260 kW, y con él las emisiones de CO2, sino que además contribuye notablemente al aumento de la calidad del entorno de trabajo. Los aparatos de refrigeración por absorción permiten refrigerar sin CFC (clorofluorocarbonos) ni HCFC (hidroclorofluorocarburos) u otros gases que destruyen la capa de ozono. Con los condensados de los aparatos de refrigeración se produce agua caliente para el edificio. Si se compara el Genzyme Center con edificios similares en los que se han empleado conceptos y fachadas estándar, queda patente que el Genyzme Center es muchísimo más eficiente con una reducción en un 37 % del gasto energético destinado al funcionamiento del edificio. Se incluyeron los análisis de modelo energético del DOE-2. Si se tiene en consideración el vapor de refrigeración de la planta eléctrica como fuente primaria de energía, el valor aún puede superarse. Es cada vez más evidente que los edificios proyectados con responsabilidad inciden de forma positiva en la salud y la productividad de los usuarios. Aunque los métodos de medición precisa aún están siendo desarrollados, se puede comprobar que el potencial de ahorro es importante. Según un estudio, los costes de personal anuales por los colaboradores del Genzyme Center se sitúan entre tres mil y cinco mil dólares por metro cuadrado. Esto implica que un incremento de la eficiencia en un 1 % ingresa entre treinta y cincuenta dólares por metro cuadrado. Los análisis han concluido que desde la finalización del edificio el absentismo ha disminuido en un 7 %. Esto demuestra que las inversiones en la planificación de edificios tienen muchas ventajas. De acuerdo con un estudio publicado recientemente también la eficiencia se ha incrementado notablemente. Los datos varían entre un 8 y un 10 %. Según la dirección gerente también el “reclutamiento” y la publicidad son factores valiosos. Lyme Properties LLC, Cambridge, MA (Base Building) Genzyme Corporation, Cambridge, MA (Tenant Improvement) Arquitecto y proyectista prinicpal, edificio e interiores: Behnisch Architects, Inc., Venice, California, EE.UU. Concepto medioambiental: Buro Happold, Bath, Reino Unido, y Nueva York, EE.UU. Concepto de iluminación: Bartenbach LichtLabor, Aldrans, Austria Concurso:2000 Planificación y finalización: 2000-2003 Superficie bruta: 32.500 m² 51 luz proyecto principal GENZYME CENTER HEADQUARTERS BUILDING CAMBRIDGE, MA, EE.UU., 2004 Behnisch, Behnisch & Partner, Inc. El lenguaje arquitectónico discreto del edificio tiene su origen en parte en la normativa urbanística. Por el contrario el interior se muestra con su diversidad de espacios. Mientras que la envoltura exterior se adapta a las condiciones climáticas, los espacios interiores, con la coordinación equilibrada de despachos, jardines y espacios comunes de varios pisos, ofrecen un paisaje arquitectónico diverso. Fachadas ampliamente acristaladas, miradores, elementos protectores del sol y los jardines exteriores hacen que el edificio se muestre luminoso y abierto desde las calles adyacentes. Las terrazas verdes crean profundidad óptica y acentúan la imagen. El edificio está organizado como “ciudad vertical” con “vecindarios”, es decir, zonas de trabajo individuales, grandes estancias públicas y jardines que se van extendiendo por todo el edificio. El centro es el atrio que se ramifica como un árbol en dirección a las fachadas y que crea una gran diversidad de espacios individuales con contacto visual con todas las zonas del edificio y con el exterior. Desde aquí la luz invade la profundidad del edificio. Unos materiales reflectantes aumentan el efecto de luz natural y distribuyen la luz en el atrio. Paneles metálicos reflectantes y barandillas de vidrio, la “araña de cristal” y un “panel de luz” compuesto por lamas verticales en el lado sur del atrio se complementan mutuamente y “transportan” la luz natural a lo largo de trece pisos hasta la zona de la entrada. La “araña de cristal” está compuesta por plaquitas prismáticas, colocadas sobre alambres y colgadas de la claraboya en haces, formando un móvil. Gracias a cojinetes sencillos cada elemento se mueve, refleja y refracta la luz y transmite la dinámica de la luz solar. El complejo móvil de muchos brazos se mueve constantemente por el viento ascensional producido por el retorno del aire viciado. Así surge la imagen de una nube irisada que lleva luz y color al atrio. Concepto de iluminación: LichtLabor Bartenbach 52 luz JOHN AND FRANCES ANGELOS LAW CENTER, UNIVERSITY OF BALTIMORE BALTIMORE, MD, EE.UU., 2013 Behnisch Archtiekten. Transsolar básicos La luz natural es un fenómeno altamente específico: los componentes de luz directos y difusos se diferencian mucho según las condiciones meteorológicas, el momento del día y la estación del año. Cuando el cielo está despejado, la intensidad lumínica está determinada esencialmente por el componente solar. Por ello es de importancia fundamental conocer el recorrido anual del sol y su interacción con la orientación de la fachada y el tejado del edificio. Partiendo de aquí, se pueden adoptar las medidas oportunas para reducir el rendimiento térmico solar y el deslumbramiento excesivos, y para incrementar la entrada de luz en zonas de poca irradiación solar. El edificio reúne bajo un mismo techo aulas, despachos para docentes y administrativos, así como la biblioteca jurídica. La ubicación urbana complicada requería una ordenación inteligente de las estancias, para que todo el edificio obtuviera luz natural y pudiera ser ventilado transversalmente. El concepto climático integrado responde tanto a las condiciones de uso diversas, así como al clima húmedo de los veranos de Baltimore, sus inviernos moderados y las épocas de entretiempo. El atrio sólo tiene una pequeña claraboya para evitar la entrada directa de luz solar cenital y los fuertes contrastes de luz que ésta origina. La forma del edificio está concebida de tal modo que puede entrar luz natural horizontal a través de las fachadas sur y norte. Cada uno de los pisos dispuestos en torno al atrio fue optimizado de cara a su orientación máxima hacia el cielo, con el propósito de conducir la luz horizontal, más suave, hacia las profundidades del edificio. Las simulaciones de luz natural ayudaron al afinamiento y el control de esta aproximación y garantizaron que los resultados fueran implementados constantemente sobre plano. Arquitectos: Behnisch Architekten con Ayers Saint Gross 53 luz simulación ÁGORA LAUSANA, SUIZA, 2017 Behnisch Archtiekten La protección solar fija y exterior otorga a la fachada del edificio Agora su aspecto característico y único. Su funcionalidad ha sido desarrollada en un proceso iterativo por el equipo de planificación. Mediante la simulación de luz diurna se valoró la potencia de protección de la forma geométrica para cumplir las reducciones de la entrada de calor solar exigidas por las normas suizas. La geometría fue optimizada hasta que se alcanzó una transmisión suficiente de luz solar y una protección contra el sol adecuada para los despachos y laboratorios que se encuentran detrás de ésta, sin obstaculizar el contacto visual con el exterior. Un acristalamiento de alta calidad en conjunción con una radiación solar directa reducida es parte del concepto de confort, que en un segundo paso se comprobó por simulación térmica. Para el confort visual se instala una protección interna contra el deslumbramiento que permite al usuario gestionar individualmente el deslumbramiento en su área. Las fachadas totalmente acristaladas de la planta baja tienen un sistema exterior móvil que da sombra y un acristalamiento de alta transmisión de luz natural. Con el objeto de reducir las cargas internas se emplea un equipo de TI eficiente energéticamente. Los techos son de colores claros para maximizar el reflejo de la luz natural hacia las profundidades. La iluminación LED con función de atenuación reduce la demanda de energía de la luz artificial. La entrada necesaria de aire fresco se produce tanto en los laboratorios como en los demás ámbitos mediante la ventilación mecánica controlada por la demanda. Las aberturas para la entrada de aire y para el aire viciado, así como los conductos están integrados en los elementos del techo y están conectados con todos los espacios de las fachadas y del interior. Además de hacerlo en las zonas de laboratorio, el sistema mecánico de ventilación puede trabajar también en modo híbrido para reducir la necesidad de electricidad. Gracias al control individual del usuario las ventanas se pueden abrir manualmente, de modo que los usuarios del edificio interactúan directamente con el entorno exterior y pueden recibir directamente aire exterior fresco. Las zonas comunes, como las de la planta baja, se ventilan de forma natural mediante aberturas en las fachadas que se regulan automáticamente, cuando lo permiten las condiciones exteriores. El suministro de aire a las estancias del interior se hace de forma mecanizada. Para poder mantener en pleno verano las condiciones interiores requeridas se ha previsto una refrigeración complementaria. El atrio está acondicionado parcialmente y es un espacio para encuentros informales. Las estructuras neumáticas de la cubierta del atrio están provistas de elementos impresos para dar sombra. Está prevista una ventilación transversal por debajo de estos “cojines”. El atrio se acondiciona a través del suelo y de convectores en la fachada. En días especialmente fríos este sistema se emplea para mantener las temperaturas ambiente por encima de las temperaturas de congelación y minimizar las corrientes. En verano el sistema de suelos puede emplearse para refrigerar. El atrio se ventila de forma natural a través de aberturas motorizadas en las fachadas. En invierno se regula así la calidad del aire en el interior. En verano una gran parte de las aberturas de la fachada se abre para evitar un sobrecalentamiento del interior. En verano las plantas y los elementos acuáticos aumentan la calidad de la permanencia en la estancia gracias a la protección contra el sol y al enfriamiento por evaporación de agua. 54 Concepto energético y simulación térmica: Transsolar. Planificación de la iluminación: LichtLabor Bartenbach luz MANITOBA HYDRO CENTRAL CORPORATIVA WINNIPEG, MB, CANADÁ, 2007 Transsolar: KlimaEngineering Winnipeg es la ciudad más fría del mundo y tiene más de 500.000 habitantes. También es el lugar más soleado de Canadá y es conocida por los veranos más calurosos y húmedos del país, algo que queda confirmado por el uso per cápita más elevado de aire acondicionado. En el transcurso del año las temperaturas varían en 70 °C: en invierno se sitúan por debajo de -35 °C y en verano superan los 35 °C. La nueva central de Manitoba Hydro de 64.800 m² se encuentra en el centro de Winnipeg. Uno de los objetivos más importantes era reducir el consumo energético en un 60 % por debajo de la media nacional. A la vista de 6253 grados-día en grados el equipo del proyecto se encontró ante un desafío climático único. Se trataba de poner en práctica los objetivos del proyecto en un proceso integrador de diseño (IDP) que abarcaran todos los ámbitos, desde la estética, pasando por el proyecto sostenible hasta la potencia energética. El concepto definitivo es el resultado de este riguroso proceso IDP de un año de duración. Para alcanzar el ahorro energético del 60 % se aplicaron medidas pasivas. La calidad del aire queda garantizada por una aportación constante de aire fresco o incluso por ventilación natural por ventanas abatibles. La forma y la masa del edificio están marcadas por la energía solar y eólica que conduce a tres tipos de funcionamiento estacional: invierno, verano y entretiempo. Dos torres convergen en el norte y se abren hacia el sur, de modo que se pueda captar un máximo de luz natural y vientos fuertes del sur, únicos de Winnpeg. El espacio dentro del ángulo está dividido en patios de luces superpuestos que hacen las veces de colectores solares. Junto con la chimenea solar forman el pulmón del edificio y hacen posible la máxima entrada de aire fresco. Todas las superficies exteriores del edificio disponen de triple acristalamiento. Los atrios del norte y sur hacen las veces de dobles fachadas. La doble fachada constituye una zona tampón con un acristalamiento sencillo y doble. La temperatura de la doble fachada está sometida a las variaciones naturales durante el invierno y rinde como una fachada de triple acristalamiento. Mientras que las zonas tampón en invierno se encargan del aislamiento térmico y el precalentamiento del aire fresco, su configuración cambia con la estación del año. En los atrios del sur se encuentra una pared acuática que hace que la zona sea más agradable y al mismo tiempo regula eficientemente la humedad. Las unidades de tratamiento del aire por piso atemperan, si es necesario, el aire fresco que a través de un suelo de presión llega a los despachos por aberturas en el suelo. Arquitecto de diseño: KPMB, Toronto, ON, Canadá Arquitecto firmante: Smith Carter, Winnipeg, MB, Canadá. 55 luz TERMA DE BAD AIBLING BAD AIBLING, ALEMANIA, 2007 Behnisch Architekten. Transsolar La optimización de la situación de luz natural condujo al desarrollo de un tejado desde el inicial acristalamiento total que estaba previsto hasta un acristalamiento parcial de sólo el 8 %. No obstante, tanto el recinto del baño termal como las superficies bajo las cúpulas reciben una iluminación natural de alta calidad y luz directa. Los conceptos de luz individuales subrayan el carácter propio de cada cúpula. El recinto ofrece diversos escenarios de luz natural: “suministro normal de luz natural” en las zonas de relax, un solárium muy iluminado en invierno al que en verano dan sombra las hojas, las claraboyas circulares acentúan la forma de las cúpulas, nivel alto y constante de luz natural en el recinto, la ubicación óptima de las aberturas transparentes y translúcidas garantizan un contacto excelente con el exterior y una difusión óptima de la luz natural. La difusión de la luz natural en el recinto y debajo de las cúpulas se simuló y reflejó en el ordenador. Los cálculos y la representación fotorrealista de todas las zonas marcaron e hicieron avanzar de forma determinante el proceso de toma de decisión y de proyecto. 56 luz TERRENCE DONNELY CENTRE FOR CELLULAR AND BIOMOLECULAR RESEARCH TORONTO, ON, CANADÁ, 2005 Behnisch Architekten La Universidad de Toronto y las instituciones adscritas a ella son líderes mundiales en la investigación de la relación entre genes y enfermedades. El TDCCBR, concebido por sus fundadores como institución de investigación interdisciplinar, ofrece la oportunidad a 400 especialistas de apoyarse en la pujanza de la Universidad en materia de investigación biomolecular. Las estructuras, colores y aromas de los patios interiores modifican la imagen tradicional de un edificio de laboratorios. El empleo del color hace que el edificio sea diferente y crea la impresión de amplitud. Los colores contribuyen a crear ambientes distintos. El color también caracteriza las fachadas y hace que un edificio sencillo de laboratorios sea un elemento amable dentro de la ciudad. Cada fachada está diseñada de manera distinta de conformidad con criterios programáticos y climáticos. Arquitectos: Behnisch Architekten con architectsAlliance 57 luz EDIFICIO DENTRO DEL EDIFICIO DE LA CÁMARA DE COMERCIO DE HAMBURGO HAMBURGO, ALEMANIA, 2006 Behnisch Architekten La Cámara de Comercio de Hamburgo quería hacer un mayor uso de la antigua sala de bolsa de su edificio clasicista de la plaza Adolphsplatz y ampliarla con áreas de conferencias, restaurante y salones. A la vista de las escasas posibilidades se propuso la ampliación del uso del recinto central existente, respetando la arquitectura histórica del edificio y permitiendo que el recinto central siga siendo perceptible. La nueva estructura de cinco pisos está compuesta por estratos y acristalamiento y contrasta en su levedad y transparencia con las paredes sólidas y macizas del recinto central. Está muy iluminada mediante un sistema innovador de iluminación, que se puede programar en cualquier momento respondiendo a posibles cambios de uso. La intensidad de la luz se adapta a las necesidades individuales: las zonas de trabajo disponen de una iluminación intensa, los corredores y las zonas de ocupación, de una iluminación atenuada. La Cámara de Comercio de Hamburgo es el primer edificio completamente provisto de focos LED. Luz: Brandi Licht, Nimbus Design 58 material Las diversas propiedades físicas de diferentes materiales influyen de modo fundamental en la calidad de un espacio. La selección y combinación correctas de materiales desempeñan un papel esencial en el diseño de entornos de alta calidad. La conductibilidad térmica de un material describe su capacidad de conducir calor y por tanto es una medida de la eficacia en cuanto a la protección calorífuga. La capacidad calórica de un material describe su capacidad de acumulación térmica. La capacidad de acumulación térmica del hormigón armado asciende a 1800 kj/kgK, la del agua a 4,18 kj/kgK, la de la madera a 1,7 – 2,8 kj/kgK y la de la lana mineral 0,8 – 1,2 kj/ kgK. La porosidad de un material incide en su capacidad de absorción de humedad; la reflectividad, en la capacidad para reflejar la luz del día. La propiedad material de la “reflectividad” puede referirse también a la reflexión del sonido. La reflectividad acústica de las superficies que limitan el espacio (techo, paredes, suelos) tiene una fuerte incidencia en la acústica del espacio. La energía necesaria para la fabricación y el transporte de un material de construcción se llama energía incorporada (o “gris”). Si bien los valores del transporte varían en cada región, se indican valores homogéneos para diversos materiales. Así por ejemplo 1 m³ de hormigón armado “contiene” = 3642 MJ, un ladrillo = 12 MJ, una tabla de madera contrachapada de 1,20 m x 2,40 m y de dos centímetros de grosor = 510 MJ. Los materiales de cambio de fase almacenan una gran cantidad de energía térmica sin que se modifique su temperatura. Esto sucede mediante una transición del estado sólido al líquido o del líquido al gaseoso. Este fenómeno puede emplearse en edificios: con la incorporación de dicho material se incrementa la masa térmica y se crean dispositivos absorbentes de calor adicionales. (En comparación: se requieren 420 kJ para calentar 1 kg de agua a 100 °C; el cambio de fase a la hora de derretir 1 kg de hielo a 0 °C a agua a 0 °C requiere 330 kJ; la transformación de 1 kg de agua a 100 °C en vapor de agua a 100 °C requiere 2440 kJ). Para evaluar de forma global la sostenibilidad de un edificio también se deben tener en consideración la vida y la reciclabilidad o la biodegradabilidad de los materiales de construcción empleados. 59 material La percepción háptica (griego: haptikos, asible) designa una percepción sensorial, con la que se pueden percibir determinados estímulos mecánicos. La totalidad de las percepciones hápticas permite al cerebro localizar y evaluar roce, presión y temperaturas. El sentido del tacto transmite al cerebro la información necesaria para reconocer la forma, el peso, el estado de movimiento y la superficie de objetos. Además sirve para la propiocepción, por ejemplo, por la percepción de la presión en las plantas de los pies, que informa sobre la localización del centro de gravedad del cuerpo. Unos receptores de diverso desarrollo en la dermis están especializados en diferentes funciones, reaccionan de forma óptima a diversos estímulos como dolor, temperatura, roce, estiramiento, movimiento y vibración y conducen estos estímulos al cerebro por vías separadas. Las manos y la boca ocupan una cantidad desproporcionada de neuronas tanto en el córtex somatosensorial como en el córtex motor en relación con todas las demás partes del cuerpo. Como requisito de comportamientos humanos de lo más básico como comer, hablar y tocar objetos, la boca y las manos deben poder reaccionar ante el roce con la máxima sensibilidad. Según la estatura, la piel de un adulto cubre una superficie de 1,5 a 2 m², su peso supone una sexta parte del peso del cuerpo, una media de 10-12 kg. La gran importancia de la piel como órgano sensorial se puede ver en que son relativamente grandes las zonas cerebrales responsables del procesamiento de las señales de la piel. Así las fibras nerviosas que conducen los estímulos del tacto desde la piel hasta el cerebro suelen tener un diámetro mayor que las fibras nerviosas que conducen estímulos desde otros órganos sensoriales hasta el cerebro. cerebro Grandes zonas del cerebro se ocupan del procesamiento de los estímulos de la piel. Las impresiones sensoriales de las manos (en particular, el dedo índice) y los labios son de singular importancia y por ello requieren áreas del córtex cerebral de tamaño desproporcionado. piel En la piel se encuentran receptores de frío, calor, presión y roce, vibración y dolor. yemas de los dedos La mayoría de los receptores táctiles se encuentran en la yema de los dedos. El ser humano es capaz de percibir diferencias de peso de 0,106 g o una presión de 0,101 g. pies En la planta y los dedos de los pies se encuentran receptores de los sentidos de la piel en una densidad especialmente alta. Andar descalzo agudiza el sentido del tacto. 60 material La masa térmica, por ejemplo, el armazón sustentante de hormigón, amortigua los picos de temperatura. Durante el día aporta calor y durante la noche lo desprende mediante barrido de aire. Los tubos por los que corre agua instalados dentro del hormigón aumentan la capacidad de almacenamiento térmico y ofrecen la posibilidad de calentar o refrigerar con una baja temperatura del agua. Para ello se puede emplear el calor irradiado o el potencial natural del entorno. Los espacios acristalados que hacen posibles un buen suministro de luz natural y un contacto con el exterior garantizan la calidad de los puestos de trabajo y el uso del interior. Los recubrimientos metálicos, las cargas de gas noble y la protección solar integrada y adaptable incrementan el rendimiento del acristalamiento a la hora de alcanzar la demanda de emisión de luz natural, sombra, aislamiento térmico y acústico y resistencia. Si en correspondencia con las exigencias se instalan estructuras de membrana y armazones sustentantes ligeros, que pueden estar compuestos de varias capas con funciones determinadas y láminas adaptables, esto hace posible un clima interior “a medida”. Las superficies y recubrimientos metálicos –de características “low-e”- reducen la emisión de radiación y reflejan el calor (radiación de calor de onda larga); de este modo dichas superficies influyen en la percepción de temperatura del ser humano. Paredes o techos compuestos por una unión íntima de material de transición de fase almacenan la energía a una temperatura constante (cambio de fase), lo que a su vez aumenta notablemente la capacidad de almacenamiento de calor. La arcilla regula la humedad por sus excelentes características de absorción y desorción. Con el agua se puede incidir en la acústica de un espacio (como sonido de fondo), así como en su temperatura (mediante refrigeración por evaporación o humedecimiento en una superficie de agua templada) y la luz (como reflector de luz natural). Unas láminas muy finas (<70 micrómetros) no son un obstáculo para el sonido, sin embargo, pueden incidir muy bien en la luz y la radiación de calor debido a sus características de superficie. 61 material Cada material tiene unas características particulares que se perciben por roce (por ejemplo, barandillas, superficies de trabajo, asientos) o por olfato (madera, cuero, acero). La combinación de diversos materiales toca diversos sentidos y ofrece variedad a la monotonía del lugar de trabajo. Los recursos de la Tierra se definen habitualmente o bien como “renovables” (p. ej., madera de bosques explotados de forma razonable, que puede ser talada periódicamente) o “no renovables” (p. ej. metales, cuyos yacimientos suelen ser limitados). También es habitual una subdivisión en las categorías “útil” y “no útil”. En todos los proyectos de construcción sostenibles se debe tener en consideración los efectos de la elección de materiales, el tratamiento, la fabricación, el transporte, el montaje y el derribo. En el caso de algunas materias primas, como por ejemplo la madera de frondosas, el ritmo de tala y regeneración es claramente positivo; en el caso de otras, por ejemplo, el aluminio no reciclable, la extracción tiene consecuencias graves. Sin embargo no se puede obviar factores como la duración, el rendimiento global o los aspectos económicos. Por ello los materiales de balance ecológico menos favorable pueden ser los más aptos. La industria internacional de la construcción ha trabajado mucho por la creación de sistemas de evaluación y el análisis objetivo del perfil medioambiental de materiales a lo largo de su ciclo vital; no obstante, hasta hoy no hay un sistema reconocido en todo el mundo. La elección de materiales de construcción depende en gran medida de criterios como la estética y los costes, pero no son suficientes a la vista de las consideraciones, hoy habituales, de los costes de construcción de cara a la vida del edificio y de los efectos sobre el medio ambiente, pues obvian la responsabilidad medioambiental. En la selección de materiales y métodos de construcción no sólo se deben tener en cuenta los costes de fabricación, sino también la vida del material, así como los costes de mantenimiento, repuesto y derribo. También son importantes el empleo moderado de material y la minimización de pérdidas y derroche en la obra, así como la optimización del potencial de reutilización y reciclado después del derribo. Si se hace de forma correcta, el reciclado de productos y elementos de construcción puede prevenir futuras incidencias en el medio ambiente. Se distingue entre el reciclado, la reutilización y la recuperación de la energía. La reutilización depende de la vida del componente, así como del hecho de que dicho componente se vaya a utilizar o no de una forma similar en el futuro, por ejemplo. Una reutilización eficaz y directa requiere productos sencillos; pero, en tiempos de control de calidad extensivo, a día de hoy hay pocos mecanismos que permitan una reutilización sencilla. Si durante la fase de planificación ya se tiene en consideración un futuro desmontaje, es más probable que sean posibles la reutilización y el reciclaje. El hecho de que los materiales sean susceptibles de un posterior reciclado depende de la pureza de éstos. Como es bien sabido, el reciclaje de material mixto es muy difícil, suele requerir unos procesos complicados y a menudo sólo suministra material de baja calidad. Por recuperación de energía se entiende la producción de energía durante la gestión de materiales por incineración. Sin embargo este método no está del todo exento de complicaciones debido a la posible contaminación medioambiental y el posterior tratamiento necesario de los restos. 62 material INSTITUTO DE INVESTIGACIÓN FORESTAL Y DE LA NATURALEZA IBN (HOY ALTERRA) WAGENINGEN, PAÍSES BAJOS, 1998 Behnisch & Behnisch El edificio de laboratorios y administrativo para el Instituto de Investigación Forestal y de la Naturaleza (hoy: Alterra) en Wageningen, terminado en 1998, fue un proyecto piloto europeo de construcción ecológica. Con el Ministerio de Agricultura, Patrimonio Natural y Pesca y el Ministerio de Vivienda, Ordenación Territorial y Medio Ambiente y sobre el tema de Una edificación respetuosa con las personas y el medio ambiente para el futuro, se estudió cómo se podría planificar, construir y aprovechar los edificios en virtud de la cumbre de Rio de Janeiro. Se minimizaron las emisiones de dióxido de carbono. El edificio debía ser realizado dentro de unos presupuestos estándar para demostrar que es posible la construcción sostenible sin inversiones extraordinarias. A primera vista la parcela ofrecida –un terreno sobreabonado y lixiviado en el norte de la ciudad universitaria- parecía poco apropiada para un proyecto de esta naturaleza. En lugar de una “renaturalización” en el sentido de la creación de un paisaje silvestre y pseudonatural, se desarrolló una estrategia que se apoyaba en las pocas cualidades ecológicas que había conservado el paisaje y cuyo propósito era la creación de un hábitat nuevo y diverso con vegetación que atrajera a insectos y pequeños animales y ofreciera habitabilidad a los colaboradores de la casa. Se construyeron muros secos, taludes, arboretos y alamedas, setos, estanques, pantanos y canales, de modo que pudieron desarrollarse un microclima diverso y ecosistemas bien equilibrados. El edificio no pretendía dominar el entorno rural, sino más bien asimilar el paisaje. Todos los lugares de trabajo están conectados directamente con los jardines interiores y exteriores. Dos jardines interiores, en los que los colaboradores se pueden reunir informalmente, son el centro de la actividad cotidiana. Además son una parte integrante del concepto energético: son los “pulmones” del edificio y complementan el efecto de la envoltura. La licitación exigía el empleo exclusivo de materiales ecológicamente sanos y el uso económico de energía. Además el edificio debía ser flexible de cara a las exigencias cambiantes del Instituto y a la vez ofrecer a los usuarios la oportunidad de decidir acerca de su entorno y expresar su trabajo. Cuanto menos dogmáticamente se emplee la lengua de la arquitectura, tanto más sencillo resulta realizar ampliaciones y tanto más fácilmente pueden los usuarios ocupar partes del edificio para sí mismos. El carácter discreto de la forma del edificio se corresponde con un abanico reducido de materiales. El aspecto intencionada y aparentemente inacabado desde el punto de vista arquitectónico facilita una percepción sensorial directa del edificio. Una gran parte de los materiales y sistemas de construcción son de serie, pues se demostró que éstos tienen diversas ventajas en cuanto a sus propiedades medioambientales frente a elementos especiales de fabricación manual. Por una parte los productos industriales están sometidos a un desarrollo continuo, para optimizar la relación entre el rendimiento y el esfuerzo productivo; por otra, la fabricación en serie suele ir unida a condiciones de fabricación óptimas y un insumo de residuos mínimo, y en tercer lugar las fuerzas del mercado crean una buena relación calidad-precio. 63 material Los invernaderos del edificio están cubiertos con tejados de invernadero estándar de fabricación en serie, que cuestan un 75 % menos que los de fabricación especial. El grado de estandarización y los componentes industriales del tejado, unidos a las aberturas de ventilación y sistemas de protección contra el sol regulables de serie, crean una relación casi ideal de consumo de materias primas y rendimiento. Por lo general para los marcos de las ventanas se emplea acero galvanizado al fuego con una gran proporción de aluminio estirado. La colaboración con un fabricante derivó en el desarrollo de nuevos perfiles de acero, de plegado especial y galvanizados al fuego, totalmente libres de aluminio. El fabricante ahora oferta estos marcos como sistema estándar. La producción, el cuidado y la tala de madera son una de las áreas de investigación principales del Instituto. En el edificio se utilizan sobre todo especies autóctonas, por ejemplo para barandillas, muebles y suelos. Dada su escasa conductibilidad térmica la madera siempre parece estar cálida y, cuando está tratada con aceite, además desprende un aroma y apela al sentido del olfato. Debido a estos y otros factores la madera se emplea como estructura primaria. Por motivos de costes finalmente se utilizó hormigón mezclado a pie de obra. Pese a las características de almacenamiento ideales del hormigón esta decisión significó una mayor contaminación medioambiental. La madera se empleó para las fachadas. La broza, que normalmente se desecha como residuo, se transformó en madera laminada encolada y se empleó para la construcción de elementos, agradable desde el punto de vista óptico y háptico. Los detalles de las habituales fachadas holandesas se desarrollaron hacia un producto innovador. Así, por ejemplo, se empleó algodón reciclado como material aislante. Los residuos se usaron para los jardines exteriores, de modo que se generaron menos costes de transporte y retirada. Constructor: Rijksgebouwdienst Direktie Oost, Arnheim, Países Bajos Arquitecto y proyectista principal, edificios e interiores: Behnisch & Behnisch Concepto energético: Fraunhofer Institut für Bauphysik, Stuttgart, Alemania Concurso: 1993 Finalización: 1998 Superficie bruta: 11.250 m² Superficie interior bruta: 70.200 m³ 64 material INSTITUTO DE INVESTIGACIÓN FORESTAL Y DE LA NATURALEZA IBN (HOY ALTERRA) WAGENINGEN, PAÍSES BAJOS, 1998 Behnisch & Behnisch proyecto principal La evaluación de la eficiencia y la sostenibilidad ambiental de materiales de construcción es una cuestión muy compleja. En el momento de la planificación apenas había procedimientos de medición de determinadas características energéticas. Así pues se desarrollaron nuevos criterios de evaluación. La evaluación de la resistencia de un elemento de construcción en relación con su peso propio, por ejemplo, puede llevar a la elección de un material totalmente distinto que la evaluación de su resistencia en relación con la energía absorbida o su conductibilidad térmica. En colaboración con el gobierno de los Países Bajos se realizaron diversos estudios detallados para el IBN. Concepto energético: Fraunhofer Institut für Bauphysik, Stuttgart 65 material háptico SALA DE CONFERENCIAS DE LA OMPI GINEBRA, SUIZA, 2014 Behnisch Architekten. Transsolar La madera es el material determinante de la nueva sala de conferencias de la Organización Mundial de Propiedad Intelectual (OMPI) de Ginebra, proyectada por Behnisch Architekten. Con voladizos de hasta 30 m la sala de conferencias abre una nueva dimensión en la construcción en madera y refleja de este modo la demanda del constructor de un edificio sostenible y arquitectónicamente extraordinario. La sala de conferencias fue finalizada e inaugurada en septiembre de 2014. La nueva sala de conferencias, con espacio para unos 900 delegados, cierra el hueco entre el edificio principal de la OMPI y el edificio administrativo terminado en 2011, también de Behnisch Architekten. Ya en una fase temprana del proyecto se estableció que la madera era el material con las mejores propiedades para la demanda de la OMPI. En estrecha colaboración entre arquitectos, proyectistas del armazón sustentante e ingenieros de climatización, a partir de una idea inicial inspirada en la escultura, se crea una sala de conferencias como proyecto pionero en la construcción en madera. La madera se emplea como estructura de superficie sustentante, con enormes crujías, y hasta como revestimiento de las superficies visibles del interior, también en las chillas de alerce del revestimiento de la fachada. Y es que, además de ser adecuada como elemento constructivo, a la hora de decidir construir un edificio totalmente en madera son determinantes la ventaja de la madera como materia prima renovable, así como sus características energéticas, físicas y sus características técnicas de protección contra incendios. En esta decisión desempeña un papel tan importante tanto la escasa proporción de energía “gris” como las características térmica y háptica del material. Su escasa masa térmica y, en consecuencia, su escaso tiempo de reacción son positivos para de su uso intensivo durante la celebración de conferencias y en los intervalos entre ellas. El armazón sustentante se compone de cajas combinadas, de vigas unidas por placas arriba y abajo de modo resistente a los deslizamientos. Con los tablones del revestimiento, encolados en cruz, se crea una plancha de capacidad portante biaxial con el material madera, que por lo demás se emplea siguiendo la disposición de sus fibras. Las sinergias entre el armazón portante de madera y el desarrollo técnico se muestran, entre otros, en el uso de huecos de origen constructivo que se emplean para la conducción del aire. En combinación con superficies de refrigeración radiativas la ventilación primaria eficiente garantiza un elevado confort para el usuario con un uso mínimo de energía. La energía de refrigeración se extrae del lago Leman de forma renovable. El interior del propio cuerpo de la sala también se compone de madera y, de ese modo y con el uso de luz natural, crea un espacio de elevada habitabilidad. Las aberturas del edificio, por lo demás introvertido, responden a una intención. La mayor de ellas ofrece vistas a los Alpes franceses y el macizo del Mont Blanc a lo lejos. 66 material OZEANEUM MUSEO MARINO ALEMÁN STRALSUND, ALEMANIA, 2008 Behnisch Architekten. Transsolar industrial La Ciudad Hanseática de Stralsund, a orillas del Báltico, es patrimonio de la humanidad de la UNESCO. El nuevo Museo Marino se construye al borde del casco viejo y junto al mar. Para el nuevo edificio se propone un recinto abierto, en el que por todos los lados entren la luz y las personas, como si se tratara de un montón de piedras en el mar bañadas periódicamente por las mareas. Las referencias visuales entre las “piedras”, referencias que varían según se ubique el observador, otorgan al Museo una identidad inconfundible y lo muestran como un elemento urbano muy especial de Stralsund. Los visitantes del Museo pueden explorar a su gusto entre las “piedras”. Cada una de ellas está dedicada a un tema especial de la exposición. En grandes acuarios dos de ellas muestran la vida del mar del Norte y del Báltico. En la entrada se ve un enorme esqueleto de ballena. Planchas de acero onduladas, que recuerdan velas henchidas por el viento, definen la forma de cada cuerpo constructivo. Finas como el papel, no parecen estáticas ni rígidas, sino ligeras y elegantes. Las planchas de acero que han recibido su forma previa en el astillero local permiten un montaje sin subestructura. Aquí demuestran ser una gran ventaja los conocimientos de la industria naval de Stralsund. La producción in situ no sólo ahorra material, sino que ofrece otras ventajas, por ejemplo, trabajo para las empresas locales, una menor carga medioambiental y, sobre todo, un sentimiento de orgullo. 67 material industrial PISTA DE PATINAJE DE VELOCIDAD DE INZELL INZELL, ALEMANIA, 2011 Behnisch Architekten. Transsolar Para ofrecer condiciones de competición óptimas se instaló un tejado de formas dinámicas, reconocible desde la distancia, en la pista de patinaje de velocidad, que hasta entonces había sido un recinto al aire libre. El nuevo pabellón ofrece máxima flexibilidad tanto para los entrenamientos como para las competiciones con hasta 7000 espectadores. El pabellón, de unos 200 m por 90 m, está proyectado como un edificio cerrado en sí mismo con una construcción sin apoyos en el interior. Con un concepto inteligente en cuanto a energía, luz natural y climatización interior está pensado para un uso económico y sostenible. Adquiere un papel importante el tejado de membrana, sostenido por una estructura de madera y acero. Hacia el interior el material textil está provisto de un revestimiento “low-e” como pantalla contra el frío. A través de grandes aberturas en el tejado éste deja pasar luz natural difusa hacia el interior. Ligero, transparente y luminoso, el tejado parece estar suspendido como una nube sobre el pabellón. Una tribuna de hormigón armado ofrece espacio para espectadores y parece una parte modelada del paisaje que la rodea. A modo de “rendija” entre el tejado y el paisaje la fachada circundante de vidrio ofrece vistas magníficas del escenario montañoso y del lago Zwingsee. Al mismo tiempo permite ver el interior desde fuera. Arquitectos: Behnisch Architekten y Pohl Architekten. 68 material SUVARNABHUMI AIRPORT BANGKOK, TAILANDIA, 2006 Transsolar: Concepto membrana / revestimiento “low-e” Cuando la temperatura exterior es de 35 °C, cuando la terminal del aeropuerto está provista de aparatos eléctricos que desprenden calor masivo y un gran número de personas se mueve por el edificio durante las 24 horas del día, se requiere una solución especial para el confort del usuario. En los corredores de una longitud de 3,5 km del Suvarnabhumi Airport de Bangkok la solución reside en reducir la irradiación solar hasta la medida necesaria para un uso de luz natural y en proveer de un revestimiento “low-e” la parte interior del tejado de tres capas de membrana. La radiación de onda corta (luz) y la de onda larga (calor) inciden de modo importante sobre el bienestar de los usuarios. Esto tiene una importancia singular en interiores de techos altos con tejado translúcido, en los que las capas térmicas se ven incrementadas por la irradiación solar. La superficie interior del tejado, calentada por la absorción solar y por la capa de aire caliente, desprende radiación de onda larga hacia abajo e incide negativamente en la sensación de confort de los usuarios. Con el propósito de alcanzar los criterios de confort sin emplear mucha energía, sólo se refrigera donde es necesario. El tejado translúcido refleja la mayor parte de la irradiación solar, y sin embargo, el interior recibe luz natural suficiente. Los grandes ventanales son de un vidrio especial que bloquea parte de la radiación, pero filtra suficiente luz y no impide las vistas al exterior. Se introduce aire seco y fresco a la altura del suelo, en donde se calienta y sube. Así se genera el llamado “estanque de aire frío” en las zonas de ocupación, que garantiza el confort del usuario. Una refrigeración de elementos de construcción ofrece refrigeración adicional. Arquitecto: MJTA Consorcio con Murphy/Jahn, USATAMS, Chicago; ACT, Bangkok, Tailandia, en cooperación con Werner Sobek Ingenieure, Stuttgart, Alemania. 69 escala humana Desde hace ya varios años el número de personas con sobrepeso ha superado el de las que no tienen un peso suficiente. Pese a que, desde un punto de vista meramente matemático, hay alimentos suficientes en la Tierra para alimentar adecuadamente a todos los seres humanos, todos los días mueren unas 25.000 personas a consecuencia del hambre. Al mismo tiempo en los países industrializados aumentan el problema de la sobrealimentación y las enfermedades derivadas de ella. Se calcula que una granja media de los EE.UU. necesita 3 calorías de combustible fósil para generar 1 caloría de “energía alimentaria”. Para transportar 0,5 kg de espárragos de Chile a Nueva York se necesita 0,7 kg de combustible fósil y con él se emiten a la atmósfera 1,9 kg de dióxido de carbono. Para la producción de 1 kg de carne de vacuno se requieren 300 m² de superficie agrícola. En comparación, sólo se necesitan 17 m² para pan o arroz y sólo 6 m² para patatas o verduras. En 1 hectárea (10.000 m²) de superficie agrícola se puede producir biodiésel suficiente cada año para que un vehículo de gama media recorra 25.000 km. Esto representa la media que una familia en Alemania recorre en coche anualmente. El término “huella ecológica” se emplea para hacerse una idea de la cantidad de suelo y agua que necesitaría un ser humano en el estado actual de la tecnología para compensar tanto los recursos que necesita para mantener su estilo de vida como los residuos que produce. Entre 1961 y 2002 la huella ecológica mundial se incrementó de 1,5 a 2,2 hectáreas por persona. Sin embargo, debido al incremento de la población mundial el potencial de la huella ecológica ha disminuido de 3,5 a 1,7 hectáreas por persona. En 2002 la huella ecológica por persona estaba compuesta por 0,8 hectáreas para la producción de alimento, 0,2 hectáreas para edificios y 1,2 hectáreas para energía y la absorción de CO2 ligada a ella. El consumo anual de gasolina por persona depende de la densidad de población y de la cultura y en Houston, Texas, es ocho veces mayor que en una ciudad europea de dimensiones similares. La unidad Met (índice metabólico) se corresponde con 58,15 W/m² de superficie corporal y depende del grado de actividad de cada persona (un adulto medio tiene 1,7 m² de superficie corporal). Una persona con un índice metabólico de 1 Met emite unos 100 W de calor a su entorno. En este estado una persona siente bienestar (confort térmico). Un coche de gama media consume 1,5 l por 16 km y produce 4,3 kg de CO2. Una persona media necesita 3 horas para recorrer 16 km y produce 0,25 kg de CO2. Un árbol de 10 m con una copa de 7 m de diámetro absorbe unos 160 kg de CO2 al año. Un árbol de esas dimensiones absorbe una media de casi una tonelada de CO2 durante su vida. 70 escala humana Por individuo (lat. individuus, que no se puede separar) se entiende algo singular en su totalidad con todas las características y particularidades que, dentro de la estructura completa, a su vez son determinantes de su individualidad. Por tanto designa el ser singular único tanto en el espacio como en cuanto a calidad. Por personalidad generalmente se entiende un individuo que ha logrado destacar de la masa. En Sociología el término sociedad designa un grupo grande de personas que conviven. A diferencia de la comunidad, la sociedad se entiende más como una herramienta para alcanzar objetivos. Por comunidad se entiende a los individuos que se han reunido para formar una unidad (grupo) y cuando dicho grupo muestra una cohesión emocional y existe un sentimiento de pertenencia (“nosotros”). No es típica sólo del ser humano, si bien está especialmente desarrollada en su caso, la característica de unirse en grandes grupos muy organizados, algo que en una forma menos marcada también se puede observar en animales, por ejemplo, lobos, leones o monos. Este hecho se ve favorecido por el lenguaje relativamente complejo del ser humano que hace posible una división del trabajo diferenciada. La evolución biológica ha pasado a un segundo plano frente a la más rápida evolución “cultural”, muy fomentada por el lenguaje humano. Dadas sus “capacidades” intelectuales o culturales, el ser humano está en situación de adaptarse mejor y más rápidamente que cualquier otro ser a condiciones ambientales cambiantes. Los individuos humanos son conscientes de sí mismos y de su propia mortalidad. Debido a la consciencia de la muerte previsible sólo el ser humano se plantea las cuestiones del sentido de la vida y la vida después de la muerte. 71 escala humana el ser humano en números Superficie: 1,8 – 2 m² Peso medio: 60 – 80 kg Estatura media: 1,75 m De 10 a 100 billones de células, 1 millón de células nuevas por hora Esperanza media de vida (en todo el mundo): 73 años 60 – 70 % de agua 0,6 % de hidratos de carbono 15 % de proteínas 10 % de grasa 5 % de sales minerales 206 huesos, peso 10 kg 32 dientes 639 músculos 5 – 7 l de sangre 100.000 millones de neuronas Masa del cerebro: 1350 – 1500 g La memoria a corto plazo del ser humano sólo puede almacenar 5 – 7 variables (cifras). A lo largo de la vida se conoce a 2000 personas por su nombre, con 150 se tiene amistad durante un tiempo. El corazón late unas 70 veces por minuto y unos 37 millones de veces al año. Sin alimento el ser humano puede sobrevivir hasta 40 días; sin bebida, entre 3 y 6 días. 16 respiraciones por minuto 25 años durmiendo 12 años hablando 12 años viendo la televisión 8 años trabajando 3,5 años comiendo 2 años telefoneando 2 años en el coche o similares 6 meses en atascos 6 meses en el baño 2 semanas besando 72 escala humana En el futuro las ciudades de alta densidad de población harán posible un estilo de vida sostenible. Cada edificio debe ser diseñado específicamente para su ubicación teniendo en consideración el microclima, las condiciones y los recursos locales. En todo el mundo la temperatura de la tierra a 10 m de profundidad es prácticamente la misma que la temperatura media anual del aire exterior. Según la Directiva comunitaria relativa a los lugares de trabajo, cada puesto permanente debe disponer de un suministro de aire fresco y luz natural. De ello se deriva una profundidad máxima posible de unos 10 m para oficinas de planta abierta. Se puede proveer una oficina con ventilación natural a través de las ventanas y luz natural, si aquella tiene hasta una profundidad de unos 2,5 m multiplicados por la altura del espacio. Con una renovación minimizada del aire de unos 36 m³/h/persona durante el invierno, la humedad de unos 60 g/h que desprende un ser humano es suficiente para mantener una humedad del aire ambiente del 35 %. Este valor se sitúa en la zona baja de confort. En Tokio las temperaturas estivales máximas han aumentado en 4 °C. La causa son nuevos complejos de edificios en el puerto de Tokio que reducen la ventilación natural de la ciudad. Los edificios que se construyen en el lugar adecuado pueden incidir de modo positivo, pues producen viento ascensional, ayudando así a la ventilación de la ciudad. La reutilización de un edificio entero mediante la rehabilitación o, al menos, la conservación de su estructura básica es más sostenible que un reciclado al uso, pues éste suele implicar el derribo, y la reutilización de partes del edificio sólo se produce a pequeña escala. 73 escala humana La comprensión del comportamiento humano parte de la comprensión de la percepción humana del entorno inmediato y la reacción humana ante éste. La psicología ambiental investiga la interacción entre el entorno y el comportamiento humano. Cuando se tratan cuestiones en las que desempeña un papel la interacción entre el ser humano y el entorno a escala global o local, como punto de partida se requiere un modelo de la naturaleza del ser humano que anticipe las condiciones en las que los usuarios de un edificio se comporten apropiada y creativamente. Desde la fase de concurso la planificación de cada uno de nuestros edificios está orientada hacia las actividades y el comportamiento de los futuros usuarios. Dado que el ser humano a menudo pasa una parte importante de su vida dentro de dichos edificios, la consecuencia automática es que los interiores deben redundar en el interés del usuario y ser tan “humanos” como sea posible. Bajo el aspecto de la escala se debaten longitudes, superficies, distancias y medidas. Mientras un microclima se define de forma local, por ejemplo en un valle de montaña o cerca de un lago, una gran tendencia se refiere a toda la Tierra. El ser humano suele preferir lugares en los que se siente bien, que conoce y que le son familiares, en donde comprende el entorno y se siente unido a él. La investigación ha ampliado el término preferencia en los de coherencia (la idea de que entre todas las cosas en el entorno hay una conexión) y legibilidad/inteligibilidad (la idea de que se puede descubrir el entorno sin perderse o verse abrumado). Las personas que se ven a sí mismas como parte del entorno y quieren conocerlo necesitan un contexto que sea complejo (es decir, que ofrezca la suficiente diversidad para crear un estímulo para descubrirlo), pero que también ofrezca misterios (y con ello la promesa de poder averiguar más). Los seres humanos no están normalizados y nuestra individualidad nos resulta importante. Cada cual entiende el entorno a su manera, cada cual tiene intereses y necesidades diversos. Por ello nuestro cometido como arquitectos e ingenieros es el de crear un entorno que reconozca y promueva la diversidad. La conclusión es que los edificios no se pueden imponer y que se deben planificar de modo que no limiten al usuario. Un fenómeno de nuestro tiempo, que aún está infravalorado y que va ganando importancia, es el hecho de que en el mundo desarrollado cada vez se dispone de menos puestos de trabajo. Los puestos existentes exigen cualificaciones más y más altas. La consecuencia de ello es una competencia creciente en torno a colaboradores bien formados. Éstos se ven motivados sólo en parte por el dinero: la llamada “nueva fuerza de trabajo” aspira a tener puestos de trabajo de alto valor en un entorno que se corresponda con sus valores, su orientación política y sus ideales. Por ello se puede partir del supuesto de que los propietarios de edificios y los arquitectos estarán sometidos a una presión creciente para que proyecten edificios con los que los usuarios puedan identificarse, que hagan posible que cada uno y cada una puedan diseñar el puesto de trabajo y su microclima según sus propias ideas y que ofrezcan una referencia con el exterior. Creemos que esto refuerza la responsabilidad propia y crea una mayor afinidad con el edificio en uso y su aceptación. 74 escala humana RIVERPARC DEVELOPMENT PITTSBURGH, PA, EE.UU., 2007 – PROYECTO PARALIZADO Behnisch Architekten. Transsolar La densidad de población del centro de Pittsburgh nunca ha sido muy alta. El declive de la industria y la creciente expansión de los suburbios han conllevado una creciente pérdida de calidad del núcleo urbano y una emigración constante. El Pittsburgh Cutural Trust ha decidido contrarrestar esta evolución y mover a más personas a trasladarse de nuevo al centro. Si bien el proyecto lamentablemente no será construido en esta forma, sí continúa siendo pionero en muchos aspectos. RiverParc estaba proyectado como un conjunto de edificios diferentes de uso mixto sobre una superficie de unos 25.000 m². El proyecto tiene su origen en un concurso por invitación, resuelto en 2006. Con 700 unidades de vivienda para diversos modos de vida, así como comercios, restaurantes, instalaciones de ocio, un hotel y un pabellón de congresos, el proyecto iba a ofrecer una mayor calidad de vida en el centro y la variedad necesaria para un desarrollo económico saludable y dinámico. El propósito era que RiverParc pasara a ser una parte viva de Pittsburgh. Para ello primero se debe entender los deseos de los diversos grupos de usuarios. Al igual que muchos barrios de éxito, también RiverParc iba a tener su propio carácter inconfundible. Cada bloque de viviendas obtiene su particular identidad en el proyecto, que respeta las dimensiones humanas, permite percibir cada ámbito como un lugar individual y que contribuye al aumento de la calidad del espacio público. Una ciudad sólo está viva cuando a los habitantes les gusta pasar tiempo en ella. Los habitantes de una ciudad, quienes trabajan en ella y los turistas tienen necesidades muy distintas. En un contexto, en el que los peatones disponen de una red de caminos eficiente y hábilmente comunicada, se pueden originar lugares interesantes y muy frecuentados. Dentro de RiverParc se crean vecindarios y “espacio vital urbano”, que representa un punto de encuentro social, donde las personas de todas las edades participan en la vida urbana, se encuentran, se comunican y comparten actividades. Algunos bloques se benefician de su ubicación especial dentro del complejo. Los edificios ofrecen una gran variedad de usos en su planta baja. Calles y lugares públicos fomentan los encuentros y ofrecen oportunidades óptimas para el contacto vecinal. Los vecinos se apropian de sus lugares y llenan de vida el espacio público. Una amplia oferta de comercios minoristas, estudios, espacio de vida y trabajo, casas y entradas generosas a los edificios de apartamentos llenan el barrio de más vida todavía. La ordenación de los espacios públicos y las zonas de ocio hacia las calles orientadas al sur y soleadas contribuye asimismo a crear una ciudad viva. Las plantas de las viviendas y una escasa profundidad de los edificios permiten la entrada de mucha luz natural a todas las estancias. Las viviendas de los “Town Houses” de tres a cinco pisos y de los edificios de apartamentos de hasta 30 pisos tienen vistas despejadas al menos en dos direcciones. Los espacios públicos están proyectados de tal modo que se genera una gran diversidad de espacios individuales con grados diversos de privacidad. Dado que 1 metro cuadrado de espacio de ocio de alto valor en el exterior de la vivienda, por ejemplo en un pequeño patio trasero, a menudo tiene más valor que diez metros cuadrados de superficie de ocio si nos alejamos medio kilómetro, se ha asignado zonas verdes privadas a las unidades de vivienda y las casas, bien en forma de techos verdes o en forma de balcones, que se extienden por el complejo como una alfombra verde tridimensional. 75 escala humana El proyecto RiverParc ofrece la rara oportunidad de tratar temas colectivos, sociales y medioambientales en un entorno urbano denso. Cada enfoque de planificación apropiada desde el punto de vista ecológico comienza con el análisis de las condiciones y los recursos existentes. Lo viejo y lo nuevo debe ser integrado. Sobre todo se debe tener en cuenta y aprovechar el potencial de lo existente, en lugar de empezar desde el principio. El edificio McNally iba a ser un hotel moderno y dinámico; el edificio Union, un centro nuevo de artes escénicas. Muchos de los edificios existentes, tanto los protegidos como los funcionales (por ejemplo, los parkings) están integrados en el proyecto RiverParc. Al igual que en muchas otras ciudades, también en Pittsburgh está infrautilizado el río. El proyecto RiverParc lo incluye en la vida de la ciudad como elemento de calidad de vida. La autovía que en la actualidad separa el río del barrio de los teatros queda cubierta por un túnel. Sobre éste se iba a crear un parque a la orilla del río que lo habría recuperado para la ciudad. Promotor: Pittsburgh Cultural Trust Desarrollo: Concord Eastridge Arquitecto y proyecto maestro: Behnisch Architekten con architectsAlliance, Toronto, Canadá. Gehl architects, Copenhague, Dinamarca WTW architects, Pittsburgh, EE.UU. Concepto medioambiental: Transsolar Klima Engineering Concurso: 2006 76 escala humana RIVERPARC DEVELOPMENT PITTSBURGH, PA, EE.UU., 2006 Behnisch Architekten. Transsolar El análisis de la vida pública de Pittsburgh El propósito del estudio sobre la vida pública es averiguar cómo se utilizan los espacios urbanos. Ofrece información sobre por dónde se mueven las personas y dónde permanecen un rato en relación con sus actividades cotidianas o en relación con sus actividades de ocio. También se analiza dónde están sentados, están de pie o realizan diversas actividades en el centro. Así se genera una imagen amplia de la trama de relaciones que hace más fáciles las futuras decisiones acerca de lo que se debe conservar, modificar y reforzar. El diagrama del estudio sobre la vida pública (a la derecha) muestra dónde hay movimiento (A) y dónde impera sobre todo comportamiento pasivo (B). Los movimientos de viandantes en Pittsburgh se registraron sobre todo en días estivales medios y días invernales medios. Estos registros son una especie de instantánea de las actividades en lugares públicos escogidos a determinadas horas. Registros A: Patrones de movimiento. Conteo de viandantes en un día de verano o invierno medio a tres horas fundamentales del día: de camino al trabajo / la hora de la comida /de camino al teatro. Registros B: Registro de actividades en el espacio público y su uso en días de verano e invierno medios. También éstos ofrecen una especie de instantánea de actividades en lugares públicos escogidos y a determinadas horas. Entre ellas se cuentan estar sentado en un banco, actividades físicas, niños jugando, venta callejera, artistas callejeros, etc. Una gran afluencia de viandantes en la ciudad no es necesariamente un indicio de un alto nivel de calidad. Sin embargo cuando muchas personas se deciden a pasar tiempo en el centro, se puede partir de la base de que hay un entorno vivo y urbano de alto valor. ARQUITECTURA SOSTENIBLE En relación con los edificios la demanda ética de sostenibilidad implica el menor consumo de recursos posible, así como la promoción de la conciencia medioambiental entre los usuarios y la sociedad en general. Para ello los arquitectos deben tener en consideración los puntos siguientes, y no sólo de cara al rendimiento técnico, sino también en cuanto a la forma en que incrementan la conciencia ecológica: Eficiencia energética. Uso ahorrativo de agua. Calidad del entorno edificado: zonas exteriores. Calidad del entorno edificado: zonas interiores. Flexibilidad de cara a futuros usos distintos. El proyecto RiverParc ofrece la extraordinaria oportunidad de defender nuestras convicciones sociales y medioambientales y aprovechar nuestros conocimientos en el desarrollo de un contexto denso y urbano. A la vista de la demanda creciente de recursos naturales es más urgente que nunca el hacer arquitectura sostenible. Cuando el desarrollo sostenible se convierta poco a poco en lo normal, el proyecto RiverParc podría haber sido ejemplo de buenas prácticas Ofrece la rara ocasión de influir en un desarrollo de grandes dimensiones con ideas sociales y medioambientales visionarias. 77 escala humana FACTORES CLIMÁTICOS Un enfoque sostenible requiere el conocimiento de la situación existente y una comprensión profunda de los ecosistemas y procesos de la naturaleza. Los problemas climáticos más apremiantes en muchos casos se pueden solucionar por medios pasivos. Se debe analizar las condiciones específicas in situ para poder decidir cuál de las posibles soluciones sostenibles es la más pragmática y económica. El análisis de las condiciones climáticas de Pittsburgh conduce a las siguientes conclusiones: Clima continental de inviernos fríos y veranos calurosos, así como una diferencia de temperatura anual de casi 37 °C. Periodo estival de dos a tres meses de humedad ambiental relativamente alta. Temperaturas exteriores que hacen posible una ventilación natural más de la mitad del año. Una insolación anual relativamente alta (más alta que en la mayoría de las ciudades europeas, por ejemplo, Milán). Vientos sobre todo del oeste de velocidades medias altas (en torno a 4 m/s). EFICIENCIA ENERGÉTICA El objetivo principal del concepto energético es la creación de un clima interior óptimo con el empleo de la menor cantidad de energía posible aplicando las siguientes medidas: cobertura de la demanda sobre todo con medidas pasivas, cobertura de la demanda restante con sistemas integrados en el edificio y de alta eficacia; funcionamiento de dichos sistemas, en gran medida con energías renovables. Las medidas pasivas abarcan: fachadas bien aisladas y selladas, con ventanas abatibles, aprovechamiento óptimo de la luz natural gracias a la forma del edificio, el acristalamiento y elementos de direccionamiento de la luz zonas tampón, por ejemplo, invernaderos, que absorban la energía solar y permitan una ventilación natural también cuando haga frío y/o viento, así como una protección solar eficaz. Los sistemas altamente eficientes integrados en el edificio abarcan: refrigeración y calentamiento de elementos constructivos, ventilación mecánica y recuperación del calor del aire viciado, ventilación primaria con el 100 % de aire exterior. 78 escala humana Son fuentes naturales de energía, entre otras: la ventilación natural para la entrada de aire fresco y/o la refrigeración, el calentamiento y refrigeración geotérmicos con bomba de calor reversible y conectada al acuífero natural subterráneo, el sistema fotovoltaico integrado en la fachada para la absorción de energía solar, la energía eólica (turbinas eólicas de eje vertical insonoras). CONSUMO DE AGUA Las medidas para la minimización del consumo de agua abarcan: reutilización del agua de limpieza, arquitectura paisajística y techos verdes que no necesiten agua, no consumo para torres de refrigeración; en su lugar, empleo de geotermia, sanitarios que no empleen agua o empleen poca agua, agua de lluvia para lagos y arroyos artificiales en el exterior, empleo del agua de limpieza/de lluvia para el riego restante. CALIDAD DEL ENTORNO EDIFICADO: ZONAS EXTERIORES El concepto energético quiere alcanzar una situación lo más confortable posible en las zonas exteriores en todas las condiciones climáticas y con un 100 % de medidas pasivas. En invierno esto implica protección del viento y empleo de energía solar. La masa del edificio amortigua los fríos vientos del oeste y está estructurada en gradientes en la cara de las alamedas (los caminos) norte-sur, de modo que a mitad del día llegue a las plantas bajas la mayor cantidad posible de luz natural. En verano brisas frescas, sistemas de protección solar, lagos y arroyos artificiales, así como unas frondosas zonas verdes crean un clima fresco y suave en los complejos de viviendas. Se puede reducir el efecto urbano de la isla de calor mediante la forma del edificio y la elección de material. El aprovechamiento del calor geotérmico hace que sean prescindibles las torres de refrigeración que normalmente suponen una molestia por el ruido que generan. CALIDAD DEL ENTORNO EDIFICADO: ZONAS INTERIORES Los edificios deben crear un entorno en el que merezca la pena vivir. Para ello son fundamentales determinadas propiedades físicas: buena iluminación, a ser posible, con luz natural, confort térmico, calidad del aire interior, acústica agradable. 79 escala humana Mediante sistemas de protección solar se puede controlar la cantidad de luz natural y la entrada de calor solar. Además los habitantes deberían tener la posibilidad de regular ellos mismos el clima interior y las condiciones lumínicas. El calor y el frío, la calidad del aire y la acústica del espacio se regulan mediante ventanas abatibles. Luz natural Los comercios minoristas no necesitan mucha luz natural, pero los clientes la prefieren en sus paseos de tienda en tienda. En las oficinas es importante un buen suministro de luz que no deslumbre. Así pues son recomendables los despachos orientados hacia el norte, sistemas de direccionamiento de luz y sistemas antideslumbrantes. En las viviendas se prefiere la luz solar directa. Para que la demanda de refrigeración sea tan escasa como sea posible, en verano hay que controlar las sobrecargas de calor en todos los tipos de estancias. Confort térmico La calefacción y la refrigeración por radiación son muy eficientes energéticamente y muy agradables. Permiten el empleo de sistemas de ventilación muy eficientes para una óptima calidad del aire. La calefacción y refrigeración por radiación reducen las corrientes y la variación extrema de temperaturas en la transición de condiciones interiores a condiciones exteriores. La variación extrema de temperaturas también puede amortiguarse con zonas tampón parcialmente acondicionadas. Las zonas tampón entre los espacios interiores y exteriores tienen asimismo ventajas técnicas en cuanto a eficiencia energética. Control por parte del usuario: los habitantes no sólo toleran, sino que prefieren temperaturas que se acercan a las del exterior cuando pueden controlar las condiciones de sus estancias. Calidad del aire ambiente La ventilación a ras de suelo con un 100 % de aire exterior crea una calidad de aire óptima. El aire fresco permanece en la zona inferior, en donde se respira, mientras que el aire usado y más caldeado sube al techo, en donde puede salir. Unas ventanas abatibles hacen posible una ventilación natural para refrigerar, pero también para una higiene de la estancia. Unos materiales exentos de polvo y poco contaminantes minimizan la contaminación del aire ambiente. 80 escala humana Confort acústico Las superficies interiores se hacen antiacústicas sin que ello incida en el potencial de las placas de hormigón visto para el calentamiento y la refrigeración de elementos de construcción. Las zonas tampón entre los espacios interiores y exteriores también favorecen la acústica interior. FLEXIBILIDAD EN CUANTO A FUTUROS USOS Un edificio debería tener una vida de al menos un siglo para aprovechar de forma óptima los recursos naturales empleados en su construcción. Por ello la flexibilidad desempeña un papel importante. Los requisitos son: cajas amplias y buenos accesos para una futura rehabilitación, tabiques y paredes maestras de máxima flexibilidad, alturas amplias para diversos usos. ACTIVACIÓN DEL NÚCLEO DE HORMIGÓN La activación del núcleo de hormigón combina la inercia de la masa térmica vista con sistemas de calefacción y refrigeración por radiación. El efecto de inercia se aprovecha para reducir picos de arranque, de modo que la potencia refrigeradora instalada se minimice y sea posible un funcionamiento más efectivo. Mediante el intercambio de radiación entre personas y la superficie vista de hormigón se incide en la sensación térmica. Por ello no debe estar cubierta la superficie de hormigón (por ejemplo, por un falso techo). La masa térmica se activa mediante tuberías integradas a las que se suministra agua fría o caliente. La potencia de una activación de núcleo de hormigón puede alcanzar hasta 35 W/m². La construcción de un techo termoactivo de hormigón armado con tuberías integradas se puede ver en la imagen de más abajo. Los tubos son de polietileno (PeX), un material de poca permeabilidad al aire. Las tuberías se fijan en la rejilla de acero antes de verter el hormigón. La mayor ventaja de la activación del núcleo de hormigón es una temperatura del agua relativamente alta en el circuito durante la refrigeración y una temperatura baja en el calentamiento. Ello permite el aprovechamiento de fuentes de energía naturales, como termointercambiadores geotérmicos interconectados. 81 escala humana revitalización MILL STREET LOFTS LOS ÁNGELES, EE.UU., 2007 Behnisch Architects Inc. Transsolar Las fantásticas vistas del centro de Los Ángeles a un lado y el mar a lo lejos al otro son las características singulares del nuevo edificio de apartamentos. La zona aún está muy contaminada por el intenso tráfico que ocasionan las empresas industriales y naves de la zona, pero ya se vislumbra que aquí está surgiendo un entorno residencial urbano con calidad de vida. Cada elemento del complejo tiene su propio carácter que, sin embargo, encaja en el todo. Hay edificios tipo loft rehabilitados, casas urbanas y el citado edificio de apartamentos. Éste asimila el ambiente y la materialidad del entorno y al mismo tiempo ofrece todas las ventajas de la vivienda moderna. Techos de hormigón visto, conductos e instalaciones técnicas vistos, así como un acabado habitual en las empresas industriales son las características de esta variante moderna del concepto del loft. Plantas diáfanas con corredores de dimensiones limitadas hacen posible el aprovechamiento máximo del espacio. El exterior del edificio refleja la variedad del complejo desarrollado de dentro a fuera (estructura de hormigón, viviendas diversas y preparación de terrenos, etc.). El aspecto del edificio cambia según desde dónde se mire, unas veces domina el hormigón, otras el vidrio, otras una fachada metálica. El juego de luces y sombras le da aún más vida. 82 escala humana SCHLAUES HAUS OLDENBURG OLDENBURG, ALEMANIA, 2012 Behnisch Architekten. Transsolar El deseo de construir un edificio de cero emisiones dentro de una estructura urbana densa fue determinante a la hora de proyectar el Schlaues Haus. La ampliación y el edificio antiguo rehabilitado están unidos por una superficie larga y estrecha. El proyecto arquitectónico incluye planos flexibles de pisos para un uso diverso y a largo plazo. La sinergia entre el edificio existente y el anexo muestra cuánto han evolucionado el estilo arquitectónico y el acondicionamiento de un edificio a lo largo de los siglos. Mientras que el edificio antiguo se caracteriza por una pesada estructura de madera y pequeños huecos de ventana, el edificio nuevo tiene unas amplias cristaleras y vanos sin puntales que dan una sensación de amplitud y apertura. El objetivo del equipo planificador fue cubrir la demanda energética al 100 % con energías renovables integradas. La demanda energética durante el proceso de construcción fue minimizada gracias al empleo de medidas pasivas y técnicas eficientes. Las calidades arquitectónicas y particularidades técnicas en cuanto a luz, calidad del aire, temperatura y acústica se desarrollaron conjuntamente. El propósito era alcanzar una gran medida de calidad del espacio y de confort para así maximizar la duración de la vida del edificio y al mismo tiempo aprovechar de modo eficiente los recursos empleados. Los doce metros de anchura del terreno, que está delimitado por edificios en todos sus lados, exigía un concepto de luz natural muy ingenioso. Un corredor vertical entre la nueva fachada sur y el edificio antiguo maximiza la luz natural y, al mismo tiempo, hace la función de chimenea solar para el aire saliente. Pese al entorno urbano, tanto el edificio nuevo como el antiguo están bañados en luz natural y todos los niveles pueden ser ventilados de forma completamente natural. Cada tramo de la fachada sur está inclinado de tal modo que en los meses de verano se minimiza la entrada de calor. Con microláminas integradas en el acristalamiento la fachada asume su propio carácter. La envoltura del edificio, desarrollada en simulaciones para optimizar la luz natural, garantiza un equilibrio excelente entre el aporte de energía solar en verano y una pérdida mínima de calor en invierno. Un termointercambiador geotérmico para la calefacción y la refrigeración se encarga del suministro energético; los paneles fotovoltaicos instalados en el tejado, del suministro de electricidad. 83 escala humana DESIGN SCHOOL ZOLLVEREIN ESSEN Transsolar: concepto energético Cuando se inicia un proyecto y como base de un concepto global de energía y confort, se analizan las condiciones locales y climáticas de la ubicación. Entre ellas se encuentran el macroclima y el microclima, las posibles fuentes de ruido, la calidad del aire, la calidad del suelo y, como muestra este ejemplo, los recursos energéticos naturales aprovechables. El clima de Essen es moderado y rara vez se alcanzan temperaturas inferiores a 0 °C o superiores a 30 °C. La mina de carbón Zollverein fue clausurada hace 15 años, aunque se conservaron el pozo y los túneles a una profundidad de 1000 m para un posible uso futuro. Con el propósito de proteger la mina de las inundaciones la empresa Deutsche Steinkohle AG, como propietaria pública, debe bombear el agua subterránea. Este agua contaminada con metales pesados y de alto contenido en minerales se bombea durante todo el año de la mina al río Emsch a una temperatura de 29 °C y con un caudal de 600 m³/h. Este agua, fuente energética libre de CO2, se emplea para calentar la escuela de diseño. Esto ha permitido la construcción de muros exteriores de hormigón con aislamiento térmico activo. Arquitecto: SANAA – Sejima Nishizawa, Tokio, Japón; Heinrich Böll, Essen. 84 ECOLOGÍA.DISEÑO.SINERGIA Desde el 1 de octubre hasta el 15 de noviembre 2015 Horario: 10:00 a 20:00 h (L a V – durante la Semana de la Arquitectura abierta también los fines de semana) Lugar: COAM. Planta Acceso, Sala de Exposiciones. c/Hortaleza, 63 – 28004 Madrid Con motivo de la XII Semana de la Arquitectura 2015 www.esmadrid.com/semanaarquitectura www.spanien.diplo.de/semanaarquitectura Una exposición creada por el estudio Behnisch Architekten y por Transsolar ClimateEngineering. Comisario: Frank Ockert Exposición realizada por el Instituto para las Relaciones Culturales Internacionales (ifa). Edita: Embajada de la República Federal de Alemania en Madrid Traducción: Mónica Sainz Meister, Embajada de Alemania Diseño y maquetación: Frank Ockert Imprenta: De la Iglesia Impresores, Zamora Organizan: Colegio Oficial de Arquitectos de Madrid y Embajada de Alemania OCKERT-PARTNER.COM MADRID BERLíN