Pocos arquitectos en el Reino Unido pueden presumir de escuchar a los consultores ambientales, diseñadores o los ocupantes de sus proyectos existentes. Y aquellos que aprenden de sus errores y utilizan la experiencia adquirida en proyectos posteriores deben incluirse en el Libro Rojo.
Architype, una nueva generación de arquitectos entusiastas, ha construido las primeras escuelas en el Reino Unido que cumplen con el estándar alemán Passivhaus. Con su trabajo, demostraron que una escuela puede ser no solo un edificio hermoso, sino también un edificio donde es cómodo estudiar debido a su consideración y eficiencia energética.
“La energía es un poco como desperdicio: siempre es bueno si se puede reciclar, pero es mejor producir menos. También con la energía: puedes usar sus fuentes renovables, paneles solares, o simplemente puedes consumir menos.
Jonathan Hines, director de Architype Bureau
¿Qué es Passivhaus Standard?
Como recordatorio, este estándar alemán de eficiencia energética en edificios, desarrollado por Passivhaus Institut, es un indicador de bajo consumo de energía, confort en el espacio interior y la calidad arquitectónica de un objeto. Mucha gente cree completamente en vano que es aplicable solo a la vivienda: traducido del alemán "Haus" significa no solo una casa, sino cualquier estructura, y el estándar es adecuado para un edificio de cualquier tipología. Su progresividad se evidencia en los números: el consumo de energía estándar de una escuela ordinaria en Inglaterra es de 100 kWh / m2 por año, y un edificio construido según el estándar Passivhaus no debería consumir más de 15 kWh / m2 por año. A diferencia de otros estándares, Passivhaus ayuda a reducir el consumo de energía optimizando las decisiones de diseño, como encontrar la forma más compacta, la mejor orientación del edificio, etc.
El estándar Passivhaus rara vez se ve en Inglaterra, ya que los códigos locales de eficiencia energética funcionan de manera completamente opuesta. En comparación con Passivhaus, el popular estándar verde BREEAM en Inglaterra y presionado por el gobierno tiene numerosos criterios de evaluación que a menudo no tienen nada que ver con el consumo de energía: por ejemplo, se pueden obtener puntos si la distancia entre el edificio proyectado y el buzón más cercano es menor. de 500 metros. Además, BREEAM se centra no en reducir la cantidad de consumo, sino en la producción de energía adicional a partir de fuentes renovables.
¿Cómo trabaja un arquitecto Passivhaus?
Primero, minimiza la conductividad térmica de paredes, techos, techos y puertas. En segundo lugar, se ocupa de la estanqueidad térmica del edificio: todos los "puentes fríos" (áreas de pérdida de calor, que se encuentran con mayor frecuencia en las juntas de los elementos estructurales de un edificio) deben reducirse a cero o minimizarse. Además, ya en la etapa de diseño inicial, el edificio se modela utilizando el software PHDP (Passive House Design Package). Sin embargo, los arquitectos británicos generalmente primero delinean completamente el edificio, piensan en los diseños y solo luego se lo dan a los ingenieros para que calculen el consumo de energía. Están tratando de optimizar algo, pero la probabilidad de corregir errores en el proyecto terminado es extremadamente pequeña. Por lo tanto, es mucho más efectivo pensar en esto en las primeras etapas del trabajo, cuando el proyecto se puede cambiar significativamente si es necesario, por ejemplo, para mantener el calor.
Lo más difícil en el estándar Passivhaus es verificar el cumplimiento del objeto, donde los indicadores no son solo los datos calculados de los ingenieros de diseño, sino también las mediciones reales en una casa ya construida y en funcionamiento. Y construir exactamente como fue diseñado es un famoso dolor de cabeza para todos los arquitectos.
¿Quiénes son Architype Architects?
Architype es un nuevo tipo de estudio de arquitectura que se fundó hace 29 años y se ha ganado una reputación envidiable a lo largo de los años como diseñadores de edificios de alta eficiencia energética. Su enfoque original está dictado por el deseo de involucrar a los clientes y futuros residentes en el proceso de diseño. Experimentados, han desarrollado un bagaje de soluciones técnicas que aumentan la calidad del "producto fabricado".
Durante su existencia, el equipo de Architype ha crecido de cinco a 53 personas, a pesar de esto han logrado mantener un enfoque creativo y fresco del diseño, incluyendo análisis y discusión frecuentes de proyectos. La facturación anual de la empresa es de 3 millones de libras al año.
¿Por qué Architype decidió aplicar el estándar Passivhaus en Inglaterra?
Hace unos cinco años, Architype, en colaboración con la Universidad de Oxford Brooks, uno de los institutos de investigación de tecnología de eficiencia energética más grandes del mundo, recopiló y analizó información sobre el "rendimiento" de los edificios escolares construidos por la oficina. Como resultado, se encontró que, a pesar de varias estrategias de eficiencia energética, estas escuelas consumían una enorme cantidad de energía ya que se les abrían ventanas durante el invierno. Y en ese momento, la adaptación del estándar Passivhaus a la realidad británica interesó a Architype, porque, gracias a la ventilación mecánica y la estanqueidad térmica, los edificios construidos de acuerdo con este estándar consumían significativamente menos energía y generaban menos CO2. Una ventaja adicional fue la oportunidad real de estudiar cómo "funciona" el edificio y qué soluciones de diseño ayudan a mejorar más la eficiencia energética.
Muchos arquitectos temen que el estándar Passivhaus limite su imaginación. Pero los arquitectos de Architype argumentan que es el marco rígido que establecen el que desencadena el proceso creativo completo en sus cabezas.
Mediante el uso de métodos Passivhaus Architype en sus proyectos recientes, han logrado una simplificación radical de formas y detalles, optimizado el proceso de diseño e incluso la supervisión arquitectónica. Se las arreglan para lograr los resultados deseados pensando en cada solución paso a paso y probando su rendimiento en la práctica. Según el director de la oficina, Jonathan Hines, la lección más importante para Architype fue darse cuenta de la importancia de simplificar el proyecto en general y los detalles estructurales en particular.
Dado que la tipología del edificio no era un factor decisivo, Architype estaba listo para probar el estándar Passivhaus en cualquier proyecto. Ahora, habiendo adquirido experiencia en esta área, están diseñando una universidad, un edificio de archivo, un pueblo con 150 casas, una iglesia y varias casas particulares de acuerdo con los principios de esta norma. Sin embargo, hace cinco años, su especialización eran los edificios escolares, por lo que se convirtieron en su primer campo de pruebas Passivhaus. El único requisito importante del cliente de las cinco escuelas, el Consejo del Condado de Wolverhampton, era mantener un presupuesto muy modesto.
Hasta la fecha, Architype ha completado por completo la construcción de dos instituciones educativas: la escuela primaria Oakmeadow y la escuela Bushbury Hill, y en noviembre de 2013 se está terminando la tercera, la escuela primaria Swillington. Todos ellos sustituyeron a edificios escolares obsoletos y, por tanto, demolidos, y deben su apariencia a la actual iniciativa del gobierno. Sin embargo, Jonathan Hines cree que la mayor proliferación de escuelas "pasivas" en Inglaterra es una gran cuestión, precisamente debido a las dificultades con la financiación pública. Por lo tanto, Architype espera que dichos proyectos tengan una gran demanda, por ejemplo, en Gales, donde el sistema de financiación del gobierno difiere del inglés.
Características arquitectónicas de las escuelas "pasivas"
El proceso de diseño se inició con la búsqueda de la forma óptima, número de plantas, profundidad y orientación del edificio utilizando el ya mencionado programa de modelado dinámico PHDP. A partir de la investigación inicial, quedó claro lo importante que es un edificio compacto para reducir el consumo de energía. La minimización de la superficie del edificio en relación con el área de la planta permitió lograr la optimización energética ya en la etapa de concepto. Para ambas escuelas ya construidas, finalmente se eligió una composición de volúmenes simples rectangulares de 2 pisos con un espacio central que sirve de recreación.
El edificio ha sido diseñado para permitir que la luz del sol entre en todas las instalaciones de la escuela, de modo que la iluminación artificial se utilice lo menos posible. Para reducir la posibilidad de sobrecalentamiento durante los meses de verano, se ha reducido a cero el número de ventanas orientadas al oeste y al este, ya que los rayos del sol desde un ángulo bajo son siempre más difíciles de oscurecer y, por tanto, las ventanas miran al norte y al sur.
Todas las habitaciones tienen ventilación cruzada, que se utiliza principalmente en verano y fuera de temporada. Además, durante los meses más cálidos, como medida adicional, la recreación central se convierte en una "chimenea" donde, gracias al desnivel y al efecto de la gravedad, el aire caliente sube y sale por las ventanas superiores. Para el invierno, se proporciona ventilación con un sistema de recuperación de calor. No hace falta decir que, en comparación con las escuelas donde las ventanas se abren para ventilación en la estación fría, este sistema reduce significativamente la pérdida de calor. Se diferencia del sistema de recuperación estándar en que el aire fresco que ingresa a la habitación se calienta con el calor del aire procesado de la recreación central. En este espacio, el aire se calienta pasivamente por la radiación solar y la liberación de calor interno, incluso de los escolares que corren durante el recreo.
En el proyecto de escuelas "pasivas" se presta mucha atención a las cuestiones de la estanqueidad térmica del edificio y la minimización de los "puentes fríos" ya mencionados, un problema que a menudo se olvida en Inglaterra. La mayoría de estos "puentes" se forman en la zona de la cimentación, ya que está en contacto directo con el suelo, y en las juntas de los elementos estructurales. Los arquitectos encontraron una respuesta original a esta pregunta, proponiendo a los diseñadores diseñar una base que estaría completamente aislada y no tocaría el suelo directamente. Inicialmente, los diseñadores británicos, socios de Architype, declararon que era imposible desde un punto de vista técnico, a pesar de que en Alemania y Austria este método se usa ampliamente en la construcción de edificios "pasivos", pero luego Architype logró convencerlos. todos iguales. Al final, esta solución resultó ser incluso más económica que una base de tira convencional, ya que el método aplicado requería menos excavación. Cuando se implementó un sistema de este tipo, el número de "puentes fríos" en el área de la cimentación se redujo a cero.
Para deshacerse de los "puentes fríos" en las juntas de los elementos estructurales, a los arquitectos se les ocurrió la idea de dividir la estructura del edificio en una parte interna y otra externa. Toda la parte interna de la estructura está completamente envuelta en una capa de aislamiento térmico, llamada "manta", y por lo tanto está completamente sellada. Además, el aislamiento térmico de la cimentación se une al aislamiento térmico de las paredes, creando un circuito cerrado, lo que permitió resolver por completo el problema de los "puentes fríos". Sin embargo, debido a esta solución, las marquesinas, toldos y elementos de fachada similares tuvieron que unirse a estructuras externas adicionales que no estaban conectadas al marco principal.
Se prestó especial atención a la simplificación de los componentes estructurales. El equipo del proyecto tuvo que esforzarse mucho para encontrar un equilibrio entre la pérdida de calor a través de las ventanas y la radiación solar, que es importante para la calefacción pasiva, lo que finalmente llevó a un control estricto de todas las ventanas y puertas del edificio.
Todos los materiales utilizados en la construcción de escuelas son respetuosos con el medio ambiente y en su mayor parte fueron producidos en la propia Inglaterra, lo que minimizó las emisiones de CO2 del transporte de materiales. También usamos Warmcell, aislamiento térmico hecho de papel de periódico reciclado.
En el primer mes y medio después de la finalización de la construcción, los arquitectos visitaron sus escuelas cada semana (luego, una vez cada dos semanas y una vez al mes) para monitorear el funcionamiento de todos los sistemas y comprender cómo se sienten sus habitantes en el edificio.. Además de medir la cantidad de energía consumida, los niveles de CO2, la temperatura y la humedad, Architype pidió a todo el personal de la escuela que tomaran notas sobre cómo “funciona” el edificio y cómo se sienten en él. Toda esta información fue recopilada y discutida en reuniones con contratistas con el fin de mejorar proyectos futuros.
Así, en uno de los primeros proyectos escolares, se descubrió que el nivel de energía primaria consumida supera significativamente la norma. Esto fue causado por la presencia de calefacción en la sala de bombas de rociadores, que no estaba aislada térmicamente. Por otro lado, durante el seguimiento, los arquitectos encontraron que el sistema de ventilación con recuperación de calor hace que los niños estén más atentos en el aula, ya que respiran aire fresco.
Dado que el edificio está perfectamente aislado y sellado herméticamente, una caldera doméstica es suficiente para calentarlo, ya que los apartamentos generalmente se calientan en Inglaterra, pero durante el diseño, el servicio técnico de la escuela solicitó instalar una segunda caldera adicional, que luego, por supuesto., resultó ser superfluo. La comisión que inspeccionó el edificio llamó la atención sobre el hecho de que, a pesar del clima frío, ambas calderas estaban apagadas, ya que incluso sin calefacción, el interior del edificio se mantuvo a una temperatura agradable.
Durante todo el período de seguimiento, que duró un año, los arquitectos explicaron al personal de sus escuelas cómo utilizar correctamente la iluminación, ventilación y otros sistemas en un edificio tan inusual, e incluso publicaron un "manual de usuario" ilustrado. Architype también pasó mucho tiempo explicando a los estudiantes por qué se necesita energía, dónde conseguirla y, lo más importante, cómo ahorrarla. Además, los escolares podían hacer comentarios a los maestros si, por ejemplo, se olvidaban de apagar la luz. Los niños estaban encantados con tal perspectiva, lo que no se puede decir de los maestros.
Según los resultados del año de seguimiento, se encontró que los edificios escolares "pasivos" de Architype en realidad no consumen más de 14-15 kWh / m2 por año, mientras que las escuelas anteriores de los mismos arquitectos consumían 40-50 kWh / m2 por año. año; sin embargo, las escuelas ordinarias de Inglaterra consumen 100 kWh / m2 al año.
Analizando todo el proceso de creación e implementación de un proyecto, podemos concluir que el éxito se debe en gran parte al trabajo bien coordinado de todo el equipo: el cliente con el que Architype ha estado cooperando durante muchos años, el contratista, arquitectos y diseñadores. Numerosas reuniones y negociaciones permitieron a todos los miembros del equipo desde el principio comprender claramente qué se está haciendo y por qué. También se han realizado una gran cantidad de inspecciones y pruebas, incluida una prueba de humo, que determina la estanqueidad del edificio.
Architype ha logrado resultados sorprendentes utilizando el estándar Passivhaus como herramienta de diseño y sin gastar fondos adicionales en tecnologías de eficiencia energética (aunque, por lo general, los edificios Passivhaus se amortizan con bastante rapidez: en promedio 5-10 años dependiendo de los precios de la energía). Al basar su flujo de trabajo en observar qué y cómo "funciona" en un edificio, estos arquitectos se esfuerzan por lograr la calidad simplificando el edificio en sí y sus detalles, al tiempo que demuestran que la eficiencia energética no entra en conflicto con la belleza y la elegancia. Como dijo el músico Charles Mingus, “La simplicidad complicada es un lugar común. Y la simplificación de la complejidad es creatividad”: esta es la filosofía a la que se adhiere el taller Architype.
