AI - BIOCLIMÁTICA - BIOCONSTRUCCION

ZERO HOUSE

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JUAN LUIS JEREZ
Arquitecto
abril 2014


PROYECTO ZERO HOUSE
 
MEMORIA
1. OBJETO DEL PROYECTO
El objeto del presente proyecto es reunir la documentación suficiente para definir en todos sus extremos formales, técnicos y constructivos el concepto de edificación denominado ZERO HOUSE.
2. AUTOR
El autor del presente proyecto y propietario intelectual del mismo es Juan Luis Jerez Delgado, Arquitecto, con DNI 39860061A, con domicilio en C/ Alfredo Marquerie 45 de Madrid.
3. NORMATIVA URBANÍSTICA
Este concepto ha sido desarrollado para su emplazamiento en Suelo No Urbanizable y, por tanto, le será de aplicación específica la legislación estatal y autonómica en materia de suelo y vivienda rural, así como las normas urbanísticas locales particulares en cada emplazamiento.
4. OBJETIVOS DEL PROYECTO
El presente proyecto consiste en una vivienda unifamiliar realizada, en la medida de lo posible, con materiales biocompatibles, con mínimo nivel de transformación, económicos, reciclables y preferentemente locales, bajo los siguientes criterios y objetivos.
• Nulo aporte energético externo, con independencia total de los servicios urbanos habituales, como suministro de agua, suministro de electricidad, suministro de gas o conexión a la red de saneamiento.
• Impacto ambiental positivo en su entorno. Es decir, la instalación aporta más al Medio Ambiente que lo que toma de él.
• Contaminación electromagnética nula (producida por circuitos eléctricos, aparatos electrónicos, motores eléctricos, transformadores, microondas, telecomunicaciones, radiofrecuencias, etc).
• Compatibilidad bioenergética con la estructura geobiológica del terreno (líneas geomagnéticas, fallas geológicas, agua subterránea, etc).
• Disposición y distribución según criterios de diseño de Feng Shui/Vastu.
• Diseño formal y dimensional bajo criterios de geometría sagrada.
• Disposición de elementos constructivos y diseño capacitivo de energía escalar que produce un incremento bioenergético positivo respecto a su entorno.
• Anclaje energético del edificio al terreno y activación de los diferentes espacios en función de su uso dominante.
• Construcción de acuerdo a los calendarios solar y lunar.
• Máxima eficiencia energética con mínimo consumo.
• Autoproducción y almacenamiento de energía eléctrica (fotovoltáica y eólica), solar térmica, gas (biodigestión), geotermia y apoyo con biomasa local.
• Captación, purificación y almacenamiento de agua.
• Depuración biológica y reutilización del agua residual.
• Producción de alimentos y plantas comestibles.
• Coste de ejecución inferior al de cualquier construcción convencional equivalente.
5. ANTECEDENTES
Los fundamentos aplicados al diseño y concepto constructivo tienen su origen en varias disciplinas diferentes como la bioconstrucción, la bioclimática, la permacultura ó la bioenergética, que se combinan para conseguir un diseño mejorado y de mayor eficiencia en cuanto a proporcionar un entorno favorable a las funciones y actividades humanas en el ámbito de la residencia unifamiliar en el medio rural.
• Con respecto a la bioconstrucción, se ha priorizado el empleo de materiales locales con un mínimo grado de transformación, como son la tierra cruda, estabilizada y aditivada con aglomerantes y fibras naturales principalmente, la madera y la piedra natural. La técnica constructiva empleada utiliza una combinación de sistemas de probada eficacia que se aplican en una forma nueva, buscando aprovechar los beneficios que aportan individualmente a cada función específica.
• La bioclimática se encarga de gestionar los recursos energéticos naturales asociados a las funciones del clima para aprovechar las variaciones de temperatura exterior e interior, la iluminación solar, el aislamiento, la masa térmica, la humedad ambiental y la ventilación con el fin de alcanzar el máximo nivel de confort para los habitantes de la vivienda.
• La permacultura es una rama del diseño ecológico, la ingeniería ecológica y el diseño del medio ambiente que desarrolla la arquitectura sostenible. Constituye un sistema proyectado sostenible que integra armónicamente la vivienda y el paisaje, ahorrando materiales y produciendo menos desechos, a la vez que se conservan los recursos naturales, tomando como modelo los ecosistemas de la naturaleza.
• La bioenergética es una parte de la biología relacionada con la física y que, en un sentido más amplio, abarca todas las interferencias e intercambios de energía entre los seres vivos y su entorno en los diferentes planos, tanto densos como sutiles, incluyendo lo que denominamos energía vital.
En cuanto a los antecedentes arquitectónicos, podemos encontrarlos, por una parte en las milenarias tradiciones de construcción en el medio rural, como son el adobe y la paja o la construcción en madera, donde se emplean medios y materiales naturales o mínimamente elaborados, incluso la “tecnología” primitiva del hombre de las cavernas y la adaptación de espacios subterráneos como vivideros debido a sus excepcionales condiciones geotérmicas, empleado en casi todas las civilizaciones hasta la actualidad.
Por otro lado, se ha considerado principalmente la obra de dos arquitectos contemporáneos pioneros en el desarrollo de conceptos arquitectónicos muy personales y de contrastada eficacia a través de cientos de obras realizadas. Se ha partido de esta experiencia para poder tener una base empírica bien asentada en cuanto al funcionamiento de los respectivos sistemas. Estos dos arquitectos son.
• NADER KHALILI (1936-2008). Arquitecto Iraní-Estadounidense, creador y desarrollador del sistema constructivo de súper-adobe ó Cal-Earth.
" La tierra se convierte en oro, en las manos del sabio" Rumi 
• MICHAEL REYNOLDS Arquitecto Norteamericano contemporáneo, afincado en Taos (Nuevo Mexico). Lleva más de cuarenta años construyendo cientos de viviendas autosustentables por todo el mundo.
Es el creador y desarrollador del concepto Earthship o nave de tierra, cuya filosofía se puede resumir en sus propias palabras.
Como ciudadano de la tierra ...
Estoy totalmente en el derecho ...
de cosechar agua del cielo para hacer crecer mi propia comida en mi propia casa
cosechar la energía del sol y el viento
contener y reutilizar mi propia basura en mi propia tierra
hacer mi refugio cómodo sin el uso de combustibles fósiles
y cosechar lo que otros tiran para construir mi propia casa
Estoy dispuesto a morir para defender esos derechos y para difundir el
conocimiento para hacerlo disponible a los demás.
Si seis mil millones de personas dijeran esto, así también ...
trascenderíamos las corporaciones, los gobiernos y el Banco de la Reserva Federal.
Nosotros, el pueblo, siempre podríamos sobrevivir.

También se han aplicado criterios constructivos procedentes de la ingeniería civil, como la técnica de tierra armada, utilizada en la contención de taludes de obras públicas ó el uso de cubiertas vegetales como elementos de control térmico y criterios de Passive House.
Por todo lo anterior, el concepto ZERO HOUSE es una propuesta inédita hasta el momento, si bien sus principios se sustentan en técnicas solventes de probada eficacia.
6. DESCRIPCION CONCEPTUAL
A) Earthship
La edificación propuesta consiste en una adaptación del modelo Earthship del arquitecto norteamericano Michael Reynolds, siendo un homenaje a su trabajo, principal inspiración del proyecto ZERO HOUSE. Considerando la mayoría de sus fundamentos bioclimáticos como idóneos, nuestro proyecto difiere esencialmente en el empleo de ciertos materiales reciclados que se consideran poco compatibles a con algunos criterios bioenergéticos del proyecto, como el profuso empleo del aluminio y el caucho sintético de los neumáticos reciclados, por ser considerados materiales de baja fractalidad a efectos capacitivos del edificio.
El concepto de Earthship consiste en un contenedor semienterrado abierto por una sola cara, con orientación sur, a través de una fachada acristalada que ejerce las funciones de invernadero. La masa térmica del terreno constituye un regulador y acumulador de energía que sirve para estabilizar las condiciones interiores de confort con el mínimo aporte de energía posible. La propia edificación resuelve, tanto el control de temperatura y humedad, la ventilación e iluminación, la captación de energía solar térmica y fotovoltáica, la eólica, la producción de biogas, la captación, acumulación, reciclaje y depuración de aguas, la producción de alimentos vegetales, etc, todo ello construido con materiales naturales obtenidos, en su mayor parte, del propio entorno del edificio. El objetivo principal de una Earthship es conseguir una edificación autosuficiente y la ZERO HOUSE es, entre otras, una Earthship.
B) Calearth
El concepto constructivo súper-adobe se ha aplicado como base para la construcción del muro de cerramiento perimetral en contacto con el terreno, cuyas hiladas son ancladas al mismo constituyendo un bloque de tierra armada multicapa de 2 metros de espesor, lo que permite crear un elemento resistente compuesto por diferentes capas aislantes, drenantes, masa térmica y resistencia a la compresión, además de un soporte estable para el acabado interior.
C) Cubierta vegetal
La estructura de la cubierta tiene un diseño geométrico espacial formando un Yantra tridimensional con cuatro hemiesferas o puntos de implosión de base dodeco-icosaédrica. Asímismo, la composición de materiales de la cubierta se dispone de tal manera que estos espacios constituyen un acumulador de orgón, en los términos descritos por el científico Wilhem Reich, que permite incrementar el nivel bioenergético en el interior de la vivienda, estableciendo un proceso continuo de carga y descarga de energía cuyo pulso favorece los factores biológicos y la salud.
La terminación exterior de la cubierta se realiza, por sus caras norte, este y oeste con material vegetal en continuación con el terreno, actuando como elemento de integración del edificio en su entorno natural. Los planos de fachada orientados al sur son revestidos con una superficie de captación solar fotovoltáica.
D)Emplazamiento y Ocupación.
La planta de la edificación se ha dimensionado basada en las medidas del módulo solar y lunar para una latitud aproximada de 40º N, pudiéndose corregir ligeramente para latitudes diferentes. La estructura se inserta dentro de la red geomagnética de Hartmann fijando, mediante la técnica de geopuntura, sus vértices al terreno con objeto de crear armonía y biocompatibilidad con las energías de la Tierra. El edificio se emplaza en ladera de suave pendiente hacia el sur y flanqueado por elementos de protección. Son consideradas en el emplazamiento todas las radiaciones electromágnéticas del entorno, las redes geomagnéticas, aguas subterráneas, fallas y demás posibles geopatías existentes en el terreno.
E) Programa y distribución funcional.
El presente proyecto consiste en una vivienda báse de 3 dormitorios susceptible de ampliación o reducción modularmente. La distribución funcional se realiza situando, en el extremo este, un espacio único y abierto destinado a cocina-office-estar-comedor cuyo frente se abre directamente al invernadero y un pequeño espacio técnico para control de las instalaciones al fondo. A continuación, en disposición central y simétrica, se sitúa una galería que configura el invernadero y a la que se abren dos dormitorios y un baño auxiliar.
El espacio oeste se destina a la habitación principal de la vivienda que dispone de su propio espacio de invernadero, baño completo y amplio vestidor con un pequeño espacio de almacenamiento independiente.
F) Geometría sagrada y protección.
Tanto la geometría de los espacios como sus dimensiones se ha configurado, en primer lugar, para hacerla coincidente y compatible con la estructura tridimensional de la cubierta, de forma que cada uno de los cuatro espacios principales se encuentra activado por uno de los puntos de implosión generados por la geometría de la cubierta.
Por otro lado, la disposición y medida de los espacios mayores y menores se ha realizado bajo criterios de jerarquía de medidas en proporción áurea y crecimiento fractal, con el fin de garantizar el correcto flujo pulsante de bioenergía dentro de la edificación y la armonización del conjunto. Asímismo cada espacio será activado mediante la situación de elementos geométricos para armonizar y canalizar sus propias energías de la forma más favorable, actuando como protección para sus ocupantes.
G)Sistemas, agua y energía.
La vivienda se plantea como condición la total independencia de los sistemas de suministro de servicios urbanos propios del suelo urbanizado, dado que su emplazamiento ideal es en el medio natural en suelo rústico.
Para ello la construcción dispone de sistemas de captación, filtrado, canalización, almacenamiento y depuración de todo el ciclo del agua, pudiendo autoabastecerse de este elemento con un almacenamiento y consumo racionales en cualquier punto de la geografía europea. El agua se almacena en una serie de tanques o depósitos enterrados, dimensionados para las necesidades de la vivienda.
También se disponen elementos de producción de energía eléctrica a partir de células fotovoltaicas y un generador eólico. Tendrá apoyo de colectores solares para calentar el agua y estufa estanca, cuyo calor puede ser distribuido a distintos puntos del edificio mediante un circuito de agua caliente.
La instalación eléctrica se compone de dos circuitos, uno de 24 v para iluminación y pequeños equipos y otro de 220 v para la cocina y el salón, evitando así la creación de campos electromagnéticos nocivos en las zonas de descanso.
Existe un sistema de iluminación cenital y ventilación que permite, en función de la época del año hacer circular el aire para refrigerar o caldear el ambiente y evitar el uso de iluminación eléctrica en las horas de sol.
Finalmente, se dispone de un biodigestor con capacidad para producir biogas para la cocina, sirviendo como primera fase de depuración de aguas residuales y desechos orgánicos. Las aguas residuales son separadas, utilizando las grises para el riego del jardín, siempre que se empleen detergentes orgánicos biodegradables.
H)Passive house
Esta construcción cumple con los estándares de passive house y supera holgadamente el rendimiento energético de cualquier vivienda de construcción convencional.
I) Emisiones cero
Gracias al empleo de materiales naturales, el bajo consumo energético y el empleo de energías limpias, así como a la superficie verde interior y los 200 m2 de cubierta jardín, esta vivienda es la primera en conseguir un balance de emisiones de efecto invernadero neutro. Asimismo, todas las sustancias de desecho de la vivienda son recicladas, depuradas o tratadas para su posterior reutilización.
7. USOS Y SUPERFICIES
Debido a la particular composición de los muros de cerramiento y su espesor, a los efectos de considerar una superficie construida equivalente comparativamente con la de cualquier construcción convencional, se ha considerado un espesor de los mismos de 30 cms, medidos desde la línea de delimitación de la superficie útil interior. El resto de la superficie de dichos muros, así como la superficie pavimentada exterior se ha considerado en el apartado Tratamiento exterior y pavimentación.
CUADRO DE SUPERFICIES
1. SUPERFICIES ÚTILES (m2)
• Vestíbulo 2,40
• Cocina – office – estar 36,94
• Galería 6,16
• Jardinera 7,10
• Equipos 2,49
• Almacén 3,48
• Dormitorio 1 26,84
• Dormitorio 2 14,31
• Dormitorio 3 14,31
• Baño 1 6,82
• Baño 2 3,60
Total S.U. 124,45 m2
2. SUPERFICIE CONSTRUIDA
• Superficie construida total 152,34 m2
• Relación SC/SU 1,22
3. TRATAMIENTO EXTERIOR Y PAVIMENTACIÓN
• Superficie tratada 135,00 m2

8. MATERIALES
Los materiales empleados en la construcción son principalmente de origen natural, locales y con el mínimo de elaboración posible. Uno de los objetivos de este sistema es, no solo el empleo de materiales naturales sino el ahorro de emisiones de CO2, factor en el que tiene especial repercusión el transporte y el uso de la energía. Por Tanto, los materiales locales y aquellos que puedan ser utilizados en su estado natural serán aquellos preferidos para la construcción, siempre que cumplan con los estándares de calidad, durabilidad y resistencia exigibles a cualquier material para la función que desempeñen.
Por tanto,se trabaja básicamente con tierra cruda y grava en la composición de los cerramientos de contención de tierras que conforman la “U”. El pavimento de la planta, madera o piedra natural, se aplica directamente sobre el terreno estabilizado y drenado, el resto de la estructura y composición de la tabiquería interior es de madera, así como la cubierta y los aislamientos internos serán de fibras minerales o lana de oveja. Los paramentos interiores quedarán acabados en cartón-yeso sobre perfiles de madera. La carpintería interior y exterior será asimismo de madera tratada con aceites naturales. La fachada sur se compone de un muro cortina de silicona estructural con vidrio especial aislante y laminado. La parte exterior de fachada ventilada no acristatada estará a cabada en lamas de madera tratada con aceites
naturales. La cubierta tendrá una composición de diferentes capas alternativamente aislantes naturales en cartón yeso, madera, caucho y fibras naturales, por un lado, y conductoras en acero galvanizado de mínimo espesor, por otro, quedando terminanda con una capa drenante y cubierta ajardinada.
Se evita, en la medida de lo posible, utilizar materiales sintéticos o de baja fractalidad estructural, como plásticos, resinas, aluminio y acero laminado, siendo adecuado el acero galvanizado debido al proceso de recocido en caliente.
9. INSTALACIONES
El suministro y la distribución de agua se realiza a partir de los tanques de almacenamiento de la propia vivienda que se autoabastece de este elemento, así como de energía eléctrica y biogas. La vivienda puede situarse en suelo urbano y conectarse a estos servicios de las compañías suministradoras, pero también puede situarse en cualquier emplazamiento
disponible y ser absolutametne autónoma, disponiendo de las mismas ventajas en cuanto a disposición de estos servicios que una vivienda urbana, con una peuqeña diferencia. Estos servicios serán prácticamente gratuitos si excepcionamos el pequeño mantenimiento que cualquier instalación debe tener para su correcto funcionamiento y longevidad. Los circuitos de agua y desagüe evitan las zonas de reposo o estancia prolongada de las personas pues las corrientes de agua, por pequeñas que sea, son activadores de las geopatías.
El agua se suministra a demanda mediante un pequeño grupo de presión y el agua caliente sanitaria tiene apoyo solar, de una pequeña estufa de leña y existe una caldera de biogas para calor instantáneo. El biogas está enriquecido con gas oxhídrico producido por un procedimiento de super-electrólisis a partir de agua aditivada con bórax, que convierte en energía el excedente que no se almacena en las baterías.
La instalación eléctrica es de doble tensión 24/220 voltios para evitar la producción de campos electromagnéticos nocivos que, además, interfieren con las energías cosmotelúricas haciéndolas más patógenas.
Todas las instalaciones son registrables para un fácil mantenimiento.
Existe un sistema de ventilación con intercambiador geotérmico que permite la regulación interna d ellas condiciones de humedad y temperatura, refrigerando en verano y caldeando en invierno, si bien los aportes térmicos son mínimos (+/- 4ºC de aporte térmico para alcanzar la temperatura de confort a 21ºC), pues la casa mantiene, a nivel pasivo, su temperatura entre un mínimo de 17º y máximo de 25º sin necesidad de regulación adicional alguna. El muro que divide el pasillo de las habitaciones actúa como muro Trombe o masa térmica acumuladora durante el día en invierno y como refrigerante en verano, cuando no recibe la radiación solar. Las plantas también contribuyen a reglar los niveles de humedad y la temperatura, aportando una energía benéfica y saludable.
10. EQUIPAMIENTO
La vivienda cuenta con un equipamiento básico para ser instalada con acometida directa externa de los servicios urbanos, como cualquier vivienda convencional. Se trata de un diseño biológico pero no autosostenible, pues depende del suministro de servicios urbanos externos y, por tanto, acometidas de diferentes compañías. Se trata de un modelo apto para instalar en suelo urbano especialmente diseñado para esta tipología, en parcelas con un mínimo de 500 m2 con frente sur de mínimo 25 mts. El modelo básico, incluye todos los elementos y acabados del modelo completo, a excepción de los módulos de supervivencia. Esto es, captación de agua de lluvia, filtrado y almacenamiento, sistema de depuración, biodigestor para producción de gas y depósito de almacenamiento, paneles solares de apoyo térmico ACS, sistema de producción de energía fotovoltáica y sistema de producción de energía eólica, con sistema de almacenamiento y segundo circuito eléctrico de 24 voltios.
Opcionalmente, puede disponerse de los equipos de almacenamiento, en función de la capacidad deseada, con el fin de convertir la vivienda en 100% autosuficiente y 100% sostenible. El coste adicional de estos equipos se estima que pueda ser amortizado en un plazo máximo de 10 años, contando con los vigentes costes de la energía y agua.
11. PRESUPUESTO
A)MODELO ZERO HOUSE/BÁSICO
El coste del modelo básico es de 125,000 € + IVA
B)MODELO ZERO HOUSE/COMPLETO
• OPCION 1: CAPTACIÓN, FILTRADO Y ALMACENAMIENTO DE AGUA
Sistema compuesto por conductos de captación, filtros, conducto de llenado, depósito de almacenamiento enterrado de 25.000 litros de capacidad, registros, válvulas y conexiones, grupo de presión y depósito de servicio.
Precio opción 1...... 6,800 € + IVA
• OPCIÓN 2: BIODIGESTOR CON DEPURACIÓN Y EQUIPO OXHÍDRICO
Biodigestor capacidad 20 a 40 litros de purines por día. Tamaño 5000 litros. Producción de Biogas para cocinar alimentos familia 2 a 4 personas, día.
Sistema integrado de agitación manual. Sistema integrado de válvulas, filtro y trampas de agua. Sistema de presión neumática integrada. Sistema de producción de oxhidrógeno. Tanque depuración. Tubería instalada hasta lugar de cocina y/o generador (según modelo). Adaptación de cocina a Biogas.
Puesta en marcha.
Precio opción 2...... 7,800 € + IVA
• OPCIÓN 3: KIT ENERGÍA SOLAR
Kit energía eléctrica para un consumo de 10 KW/día. Paneles solares fotovoltáicos adaptados a la superficie de la cubierta 6x240V. Regulador maximizador MPPT, cable solar conectores, 12 baterías solares OPZS, Inversor Victron 3000 VA, componentes eléctricos y caja de protección, doble circuitaje interior y cajas de conexión, remates y acabados.
Precio opción 3...... 9,900 € + IVA
• OPCION 4: KIT SOLAR ACS
El KIT 200 está calculado para suministrar agua caliente sanitaria de 1 a 6 personas. 1 Captador solar térmico con absorbedor de 2 m2 de aluminio con tratamiento selectivo. 1 Acumulador con un serpentín, capacidad 200 litros vitrificado. 1 Estación de bombeo con manómetros y caudalimetro integrado. 1 Estructura soporte para el captador. 1 Centralita de control diferencial, con protección antihielo. 1 Caja de accesorios, que contiene purgador, vaso de expansión y sondas. Instalación, montaje y conducción. 1 Garrafa de 10 litros anticongelante fluido caloportador especial energía solar térmica modelo OSCASOLAR 100 puro para mezclar con agua.
Precio opción 4...... 4,750 € + IVA
• OPCION 5: KIT AEROGENERADOR
Aerogenerador 800 W sobre monoposte metálico de 6 mts, arqueta y cimentación de hormigón, conexiones, inversor y baterías.
Precio opción 5...... 3,250 € + IVA
• TOTAL OPCIONES … 32,500 € + IVA
TOTAL PRESUPUESTO ZERO HOUSE COMPLETO... 157,500 € + IVA
Fecha presupuesto: septiembre 2014
(Documento no contractual)
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