PROYECTO PVTBUILDING

Desarrollo y caracterización de tejados y fachadas fotovoltaicas ventiladas integradas en edificios

Expediente núm. CIT-120000-2007-89

E.1.3 Requerimientos arquitectónicos en

fachadas dobles ventiladas

Centre

Internacional de Mètodes

Numèrics en Enginyeria

ISOFOTON SA

PICH-AGUILERA ARQUITECTOS

UNIVERSITAT DE LLEIDA CCT

Julio 2008

ÍNDICE

1. INTRODUCCIÓN ................................................................................................. 3

2. CONDICIONANTES ESTÉTICOS DE LOS EDIFICIOS....................................... 5

2.1 ANTECEDENTES .......................................................................................... 5

2.2 CONDICIONANTES....................................................................................... 5

2.3 EJEMPLOS DE NORMATIVA........................................................................ 6

2.4 EJEMPLOS DE COMPOSICIONES DE FACHADA....................................... 8

2.5 REQUERIMIENTOS ESTÉTICOS SEGÚN ZONAS APARENTES DEL EDIFICIO ................................................................................................................ 19

3. CONDICIONANTES DE SEGURIDAD ............................................................... 22

3.1 ANTECENDENTES...................................................................................... 22

3.2 CONDICIONANTES DE SEGURIDAD......................................................... 22

4. REQUERIMIENTOS DE IMPERMEABILIZACIÓN .......................................... 23

4.1 ANTECENDENTES.................................................................................. 23

4.2 REQUERIMIENTOS DE IMPERMEABILIZACIÓN....................................... 23

5. CONDICIONANTES DE CONFORT................................................................... 24

5.1 ANTECEDENTES ........................................................................................ 24

5.2 CONDICIONANTES DE CONFORT ............................................................ 24

6. EJEMPLOS DE PROYECTOS SUSCEPTIBLES DE INCORPORAR FACHADA FOTOVOLTAICA ...................................................................................................... 25

1. INTRODUCCIÓN A menudo se habla de la “industria de la construcción” en nuestro país, pero el análisis mas detallado nos permite dudar del término. Existe ciertamente una potente industria fabricante de materiales y componentes para la construcción, cada vez mas eficientes y de mayor calidad (cerámica, cemento, acero, ..) Sin embargo, la puesta en obra sigue siendo básicamente manual y cada vez más deficiente, en la mediada que no existe el entramado artesanal de los oficios tradicionales. La arquitectura se encuentra ante una situación límite en un sector tan importante y básico, donde no es razonable continuar tratando de hacer artesanía sin artesanos. Más necesario que aumentar algo la calidad de los ateriales, es preciso generar sistemas integrados que garanticen la calidad del conjunto. Éste es un fin básico de la Industrialización, la producción en fábrica del conjunto de los componentes que luego se ensamblaran in Situ, reduciendo al máximo las operaciones manuales. En paralelo debe de cambiar la idea del edificio como consumidor de energía. A partir de medidas de arquitectura pasiva e integración de Energía renovables en el edificio este debe de actuar como un productor energético. Es evidentemente un cambio ideológico sustancial en la percepción de nuestra tecnología y del propio territorio, seguramente también unas acorde con nuestra nueva sensibilidad ambiental, en cualquier caso es el camino que han seguido el resto de sectores productivos de las economías avanzadas. Se presentan 4 condicionantes muy distintos, y a la vez complementarios que transmiten una visión operativa en la aplicación de sistemas fotovoltaicos para la construcción de edificios. En los diversos casos se han repetido ciertas constantes; la complicidad gremial entre arquitecto - industria - promotor y la preexistencia de un tejido industrial en la zona y finalmente una voluntad política que favorezca la energías renovables.

Esquema de evolución deseable en el sector de la construcción propuesto por el proyecto Manubuild

Esquema de métodos de trabajo propuesto por el proyecto Manubuild La figura de arquitecto en referencia a la integración de las nuevas tecnologías energéticas dentro de la edificación se demuestra imprescindible. No obstante el proceso de diseño de los nuevos edificios deberá consolidarse como un diálogo entre industria y facultativos.

2. CONDICIONANTES ESTÉTICOS DE LOS EDIFICIOS

2.1 ANTECEDENTES La dimensión cultural y estética de la arquitectura es de algún modo una síntesis de todo ello, en la medida que en el fondo debe expresar y sedimentar a la sociedad que la produce (siendo el arquitecto parte de esa misma sociedad). En este sentido la arquitectura no puede ser contemporánea si no incorpora los valores ideológicos y técnicos de su tiempo. Dar forma e dotar de una imagen a los nuevos procesos de producción inherentes a nuestro entorno socio-económico, es una dimensión irrenunciable de la actividad de la arquitectura, En este sentido las nuevas tecnologías se deberán conciliar en un complejo equilibrio, dos impulsos aparentemente antagónicos; por un lado la utilidad social y por otro la expresión individual.

2.2 CONDICIONANTES • Consideraciones del entorno Asoleo de las fachadas, orientación y sombras arrojadas. Entorno con valor patrimonial.

• Fachadas Tratamiento de plantas bajas Vuelos salientes, cornisas aleros

• Modificaciones de fachadas existentes Edificio con valor patrimonial. Medianeras

Edificio horno solar de Odeillo. Centre National de la Recherche Scientifique Font-Romeu-Odeillo-Via

En el caso en que requisitos técnicos sobrepongan a condicionantes estéticos la geometría del mismo seguirá “reglas” alejadas a los estándares de al edificación actual.

2.3 EJEMPLOS DE NORMATIVA Al afrontar el diseño de una fachada, la normativa de obligado cumplimiento es uno de los condicionantes más importantes a tener en cuenta. A continuación citamos algunos ejemplos de la normativa referente a fachada.

Art. 9.8.5. Fachadas.

1.- Tendrán la consideración de fachada todo paramento exterior que pueda ser visible desde la vía pública. Se exceptúan las partes visibles de medianerías que puedan quedar ocultas al edificar los colindantes. 2.- Cuando la edificación se encuentre próxima a un edificio singular, deberá reforzar su integración en el entorno, a fin de constituir parte del telón de fondo del edificio o elemento singular. 3.- Las soluciones de ritmo y proporción entre los huecos y macizos en la composición de la fachada, deberá adecuarse en función de las características tipológicas de la manzana en que se sitúe la edificación. 4.- Los huecos de la planta baja deberán estar definidos en el proyecto, componiendo en forma, dimensión y materiales, con los del resto del edificio. Los cerramientos deberán ser homogéneos, debiendo prevalecer la unidad del edificio sobre la diversidad de usos de esta planta, aún cuando el diseño del hueco sea posterior. En este mismo sentido, se prohíben intervenciones fuera del límite estricto de los huecos que no tengan en cuenta la homogeneidad de la planta baja y su relación con el resto del edificio. 5.- Los planos de proyecto de fachadas contendrán todos los elementos visibles (instalaciones, etc.), de forma que no serán esquemas, sino dibujos completos. Aparecerá el mobiliario urbano de calle que pueda resultar afectado por la obras, y en edificios entre medianeras, los volúmenes arquitectónicos de los colindantes. 6.- Los huecos de fachada estarán separados como mínimo 0,60 m de las fincas contiguas, a partir de la primera planta.

Art. 9.8.6. Materiales de fachada. 1.- La elección de los materiales para la ejecución de las fachadas se fundamentará en el tipo de fábricas y calidad de los revestimientos, así como en el despiece, textura y color de los mismos, en función de los criterios de composición y estéticos de cada zona.

2.- Cuando coexistan varios materiales principales en una misma fachada, su calidad y envejecimiento serán similares. Así el ladrillo visto (salvo que constituya meros adornos), deberá combinarse con revocos pétreos y otros de similar durabilidad, pero no como pintados superficiales. 3.- En los huecos, las carpinterías y rejerías serán lo más homogéneas posibles, evitando al máximo el uso del aluminio en su color natural, por su difícil integración con el resto de materiales. El mantenimiento de las carpinterías y rejas será asimismo homogéneo. 4.- No se autorizará el revestimiento de fachadas por encima de la planta baja, con aplacados de mármol, piedra y similares, que por sus características, peso y forma de colocación, puedan suponer riesgo físico para las personas en caso de desprendimiento fortuito de una de ellas. Asimismo, se impedirá la utilización de piezas de los mismos materiales en cornisas, impostas, poyetes y similares, siempre que su diseño y colocación no garanticen la ausencia total de riesgo para los viandantes en caso de su accidental desprendimiento. 5.- Se evitará al máximo el uso de piezas con acabados singulares, tales como puntas de diamante, lavados o envejecidos aparentes, de forma indiscriminada, tratando de ocultar una pobreza del diseño.

2.4 EJEMPLOS DE COMPOSICIONES DE FACHADA INTRODUCCIÓN Se toma como sistemas compositivos el análisis realizado en “Arquitectura: temas de composición”. Roger H. Clark y Michel Pause analizan en su libro diferentes ejemplos paradigmáticos de arquitectura contemporánea e describe las diferentes leyes que compones su volumetría o fachada. Estas ideas generatrices pueden constituir-se como compendio de recursos a utilizar en la composición de la fachada. IDEAS GENERATRICES DE LA PLANTA A LA SECCIÓN DE LA UNIDAD AL CONJUNTO

DE LO REPETITIVO A LO SINGULAR

ADICIÓN Y SUSTRACCIÓN

SIMETRÍA Y EQUILIBRIO

GEOMETRÍA

MODELOS DE CONFIGURACIÓN

DE LA PLANTA A LA SECCIÓN La relación entre una planta y una sección o alzado, en tanto idea generatriz, participa en el diseño mediante el empleo de una correlación identificable de la configuración horizontal y la configuración vertical del edificio. En la esfera de lo anterior se halla el nexo de unión entre los dominios de tal manera que aquellas decisiones que se toman en uno determinan o influyen en la forma del otro. Igualdad Proporción unidad/mitad

Analogía

Proporcionalidad

Inversión

DE LA UNIDAD AL CONJUNTO

La relación unidad/conjunto es una idea generatriz que lleva consigo el concepto de unidad y el conocimiento de que la forma edilicia puede proceder de relaciones

específicas entre unidades. La unidad es el componente principal capaz de reconocerse en un edificio que generalmente posee una escala que plantea, o se extrae, la de todo el edificio. En un edificio las unidades pueden manifestarse a varias escalas. Mientras un ladrillo daría la escala a un muro, carece de toda validez que lo hiciera con el edificio, sin embargo la totalidad de los edificios de fábrica de ladrillo mantendrán idéntica relación unidad/conjunto. Por consiguiente, las unidades son, por lo general, volúmenes espaciales, espacios-usos, elementos estructurales, masas o conglomerados de estos ingredientes. Unidad igual al conjunto

Conjunto mayor que la suma de unidades

Agregación de unidades para formar un conjunto Contigüidad de unidades

Superposición de unidades

Separación de unidades

DE LO REPETITIVO A LO SINGULAR

La idea generatriz de relacionar los elementos repetitivos con los elementos singulares orienta el diseño de la forma construida por el camino de prefijar unas relaciones entre componentes que tienen manifestaciones múltiples únicas. Esta idea exige comprender que la singularidad es una diferencia dentro de una clase o género que tiene en cuenta un marco común de referencia para éstos y que empareja el dominio de lo repetitivo con el de lo singular. La definición de singular, en función de lo repetitivo, faculta a localizar diversidad en los atributos de elementos comunes. Por ejemplo, la comparación recíproca de unidades de masa determina los rasgos distintivos que hacen singular a la unidad. Pero si las unidades de masa se comparan con ventanas o con la estructura, nunca se distinguirá la naturaleza de la diferencia a causa de la disparidad de las características en contraste. Un edificio puede exhibir elementos repetitivos y singulares a escalas y niveles variados. Tal como señalamos al hablar de la relación unidad/conjunto, también aquí nuestro interés se concentra en la expresión hegemónica de la idea generatriz. Singular por transformación de lo repetitivo

ADICIÓN Y SUSTRACCIÓN

La adición y la sustracción con ideas generatrices que llevan el diseño arquitectónico a través de la agregación o exclusión de la forma constructiva y en las que es de rigor captar que un diseño aditivo tienen unas partes perceptivamente dominantes, mientras que en el diseño sustractivo la hegemonía recae en el conjunto. La imagen que de un diseño aditivo posee una persona es la de un montaje de unidades identificables, en cambio percibe uno sustractivo como una totalidad reconocible de la que se han excluido ciertas partes. Los edificios son aptos para albergar ambas imágenes, pero será la percepción dominante, bien de partes agregadas, bien de partes excluidas de un conjunto, lo que formalizará la adición o la sustracción respectivamente. En las consideraciones de índole formal, estas ideas, y la masa, en tanto aspecto particular, tienen la máxima relación. Cualquier decisión resuelta en este dominio, como en el de los restantes aspectos formales, tienen consecuencias en lo espacial. Aunque la adición y la sustracción operan a escala del edificio, son también de uso a otras escalas, como a la de partes del mismo e, incluso, a la de habitaciones.

Sustracción

SIMETRÍA Y EQUILIBRIO

La simetría y el equilibrio son ideas generatrices que influyen en el diseño arquitectónico por la vía de establecer entre los componentes un equilibrio que se conciba y se perciba. La identificación de los elementos como equivalentes y la posibilidad de discernir la naturaleza de tal equivalencia son dos nociones intrínsecas al conocimiento de la simetría y de equilibrio en la arquitectura. Las alternativas genéricas que encierran estas ideas generatrices estriban en dicha naturaleza. Simetría y equilibrio crean una relación de estabilidad entre los componentes situados a un lado y otro de una línea o punto implícito. El equilibrio se suele fundamentar en la percepción y se centra en la composición de los elementos. Pasa a ser un fenómeno conceptual cuando a los componentes se les asigna un valor y un significado. Simetría

Equilibrio por configuración

GEOMETRÍA

La geometría del plano y del sólido sirve para determinar la forma construida. Bajo apariencias distintas, la geometría se encuentra siempre en todos los edificios; como idea generatriz debe tener un cometido primordial y sobresaliente en toda decisión que a diferentes niveles concierna a la forma. Circunferencia y cuadrado

Dos cuadrados

Retícula

MODELOS DE CONFIGURACIÓN

Los modelos de configuración, como idea generatriz, definen las posiciones relativas de las partes. Esencialmente, son temas con la propiedad de crear espacios y de organizar grupos de espacios y de formas. Los modelos básicos se denominan: centrales, lineales, agrupados, concéntricos, recluidos, de doble centralidad y binucleares. Lineal: circulación

Binuclear

PROGRESIONES

Los temas arquetípicos que ciñen la idea generatriz de las progresiones se centran en modelos de cambio de incrementos presentes entre una condición y otra. Las progresiones abrazan más la idea de multiplicidad que la de dualidad. Para distinguir un modelo se necesitarán, pues, más de un par de incrementos. Los tipos genéricos de progresión, a los que dirige su atención el estudio, son la jerarquía, la transición, la transformación y la mediación; se diferencian de la categoría general, por ser subgrupos limitados de las progresiones. Se comprenderá pensando en la infinitud de éstas, en la contraposición a la finitud en número, en principio y en fin de los cuatro ejemplos genéricos. Las características de los incrementos se definen en la relación a los sucesivos y no analizándolos aisladamente y se comprenden en relación a los límites. Lo que en un contexto es grande, será, en otro, verdaderamente pequeño. Jerarquía

Mediación

REDUCCIÓN

La reducción es aquella idea generatriz en que una configuración se repite a menor tamaño dentro del edificio. La minoración se presenta de dos maneras: como parte de conjunto y como cambio de grande a pequeño. En la primera, el conjunto o gran parte del mismo, se reduce de tamaño y se utiliza como parte incluida, casi siempre, en el conjunto. En la segunda, se toma una unidad superior que se combina con una reducción de la misma para constituir el edificio total o parcialmente. La unida reducida puede repetirse o experimentar minoraciones suplementarias; aquélla , entonces, se localiza cerca de la unidad mayor, raras veces en su interior. La reducción, por lo general, implica un cambio de estado de positivo o negativo. Por ejemplo, una configuración que muestre un sólido o un vacío a determinado tamaño y, a otro, un vacío o un sólido. Mayor-menor Parcial

2.5 REQUERIMIENTOS ESTÉTICOS SEGÚN ZONAS APARENTES DEL EDIFICIO

En este apartado hemos subdividido el edificio en cinco zonas que reciben un tratamiento estético característico y diferenciado, aunque deban seguir unos criterios que consideren el diseño del edificio de forma global y unitaria.

AXONOMETRÍA, ESQUEMA ZONAS 1-5

AXONOMETRÍA, ESQUEMA ZONA 6

1. Zona inferior del edificio (ALZADO) La zona inferior de un edificio recibe un tratamiento condicionado por estar en contacto directo con el terreno, y por actuar como zócalo del edificio. Por este motivo, al tratar la parte inferior, se deben afrontar los siguientes condicionantes:

• Requisitos de resistencia al impacto

• Requisitos estéticos

• Diseño del acceso del edificio

• Por tratarse de la zona con más posibilidad de estar en sombra la incidencia solar será meno pudiendo llevar a la no viabilidad de disponer de placas FV

2. Zona central del edificio visto (ALZADO)

La zona central del edificio está condicionada por tener que actuar como nexo de unión con las zonas inferior y superior del edificio, a nivel arquitectónico y estético.

3. Zona superior del edificio (ALZADO)

La zona superior del edificio contiene el remate superior del edificio con unos requerimientos arquitectónicos y estéticos diferentes al resto del edificio:

• Diseño de remate superior del edificio

• Relación con la cubierta del mismo

4. Zona central del edificio (PLANTA) Zona de posible composición regular en la que no interfieren cambios de orientación de fachada. El punto básico será la composición d e los huecos de fachada con la modulación de los paneles FV

5. Zona en esquina del edificio (PLANTA. Zona del edificio que compositivamente deberá de “trabajar” con el cambio de dirección de la fachada trabajando con las diferentes intensidades de asoleo de cada fachada.

6. Fachada cóncava, en edificio giratorio y orientable

Un edificio con total libertad formal y económica se podrá adaptar y configurar-se geométricamente de mejor moda para que el rendimiento de las placas fotovoltaicas sea el máximo.

3. CONDICIONANTES DE SEGURIDAD

3.1 ANTECENDENTES Debido a que s estos condicionantes se pueden parametrizar y son iguales a las diversas localizaciones geográficas del edificio las normativa puede recoger un amplio espectro de los parámetros a tener en cuenta. En este sentido en el punto 1.5 se desgrana cada uno de los aspectos que se deben de considerar en el momento del proyecto.

3.2 CONDICIONANTES DE SEGURIDAD Planta Baja: Debido a la aparente fragilidad d del material y su posible rotura se aconseja que esta zona del edificio no se resuelva con placas FV. Seguridad de uso: La zona con aberturas o zonas transparentes se deberán de señalizar y respetar las alturas mínimas para evitar la caída o el impacto. Mantenimiento: Es importante tener en cuenta las labores de limpieza y reparación necesarias en un edificio.- EL correcto diseño según estos parámetros evitará riesgos en el uso del edificio. Resistencia a impacto y viento: Debido a la exposición de las fachada a estos agentes, las soluciones tendrán de estar calculadas para cumplir los requisitos mínimos establecidos ene las diferentes normativas. Sectorización: En ele caso de fachada ventilada estas se pueden valorar como elementos de conducción de humo y fuego. Cuando así lo determine la normativa será obligatorio sectorizar la cámara de aire.

4. REQUERIMIENTOS DE IMPERMEABILIZACIÓN

4.1 ANTECENDENTES Los requisitos de impermeabilización también son fácilmente normativizables y se describen en el capítulo DBSU del CTE. En este sentido se deberá de trabajar con detalle los puntos singulares del edificio. En aras de asegurar la perfecta solución, las industrias deberán de proporcionar a los arquitectos soluciones constructivas completas donde se certifique componentes e instalación. En lo referente a impermeabilización se confirma que los procesos de ejecución juegan un papel fundamental en el correcto funcionamiento del sistema.

4.2 REQUERIMIENTOS DE IMPERMEABILIZACIÓN Cámara de aire. -Encuentro entre huecos de fachada y zonas continuas. - Encuentro entre cubierta y fachada. -Barreras antihumedad: en primera piel o segunda piel.

5. CONDICIONANTES DE CONFORT

5.1 ANTECEDENTES Forman parte de este concepto regulador todos aquellos parámetros y condiciones que afectan a las condiciones de organización interior de los locales que integran una edificación, sus necesidades de iluminación, soleamiento y ventilación, los servicios que requieren para su correcto funcionamiento y en general, las normas que regulan una mayor calidad funcional, ambiental o constructiva de las construcciones e instalaciones.

5.2 CONDICIONANTES DE CONFORT -Aislamiento acústico -Iluminación -Ventilación -Soleamiento -Protección solar -Aislamiento térmico

6. EJEMPLOS DE PROYECTOS SUSCEPTIBLES DE INCORPORAR FACHADA FOTOVOLTAICA

A continuación presentamos algunos ejemplos de composiciones de fachada, y eventualmente de cubierta, que son interesantes por ser susceptibles de incorporar el panel FV integrado arquitectónicamente en sus fachadas este o sur. Los ejemplos y las posibilidades de implantación son diversas, conformando a veces protección de la radiación solar directa, y otras formando parte de una fachada de doble piel ventilada, con panel FV incorporado en la piel exterior de dicha fachada.