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ESCUELA ZOLLVEREIN
I N S T A L A C I O N E S RAQUEL JIMÉNEZ
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ESCUELA ZOLLVEREIN DE DISEÑO Y
GESTIÓN
Arquitectos: Kazuyo Sejima + Ryue
Nishizwa
Clientes: Zollverein School
Ubicación: Eseen, Alemania
Inicio construcción: marzo 2005
Término construcción: julio 2006
Arquitecto proyecto: Nicole Berganski
Arquitectos asociados: Böll & Krabel
Superficie: 5000 m2
Masterplan: Rem Koolhaas. OMA
Paisajismo: Agence Ter
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ÍNDICE
Emplazamiento 3
Proyecto 4
Construcción e instalaciones 5
Concepto
Construcción de las losas
Construcción de las fachadas
Estructura
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6
8
10
Energía geotérmica 11
Planimetría 13
Plantas
Secciones
Alzados
Detalles constructivos
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15
16
18
Fotos construcción 20
Bibliografía 22
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EMPLAZAMIENTO.
La Escuela Zollverein de Gestión y Diseño, única en el mundo dedicada
a la fusión de ambas disciplinas, fue fundada en 2004 para liderar un cambio
en el panorama universitario de la región y, desde entonces, se alojaba en
instalaciones provisionales a la espera de la construcción del edificio que
albergara sus actividades. El estudio SANAA fue el encargado de llevar a cabo
el proyecto, tras resultar ganador en el concurso internacional celebrado en
2003.
La Escuela Zollverein de Gestión y Diseño, es
el primer proyecto de nueva planta sobre la parcela
de una antigua fábrica de tornillos al borde de la
mina Zollverein1, una de las más grandes del
mundo, declarada patrimonio de la humanidad por
la Unesco en 2001. Actualmente se está
desarrollando siguiendo un plan maestro diseñado
por Rem Kollhaas/OMA. Numerosos edificios de la
mina se han ido rehabilitando y reconstruyendo para hacer nuevo uso de ellos.
La Escuela debe servir como lanzadera para que otros edificios
industriales históricos puedan desarrollarse y convertirse en emplazamientos
de diseño.
1 La mina de carbón de Zollverein ha sido históricamente uno de los principales focos de actividad del conglomerado urbano-industrial conocido como Ruhrgebiet (cuenca del río Ruhr). La espectacular estructura industrial de la mina entró a formar parte del plan de recuperación de infraestructuras Iba Emscher Park im Ruhrgebiet, que entre 1988 y 2001, fue declara por la UNESCO Patrimonio de la Humanidad.
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PROYECTO.
SANAA propone para la escuela un gran dado
de hormigón continuo de 34 metros de altura con
una planta de 35 metros de arista. El monumental
tamaño del proyecto sigue la pauta marcada por la
escala de los edificios de la mina relativizado por
numerosas perforaciones en la fachada. El proyecto
edificatorio y la función que desarrolla la escuela
debían estar unidos, por lo que la concepción de la
edificación debía representar su imagen. Fotografía maqueta
El edificio muestra el método de trabajo que se desarrolla en él,
estableciendo como fin propio aunar diseño y una gestión competente. Las
cuatro plantas de alturas que oscilan entre 3,60 y 10,50 metros, pensadas
para responder a los diversos requerimientos funcionales y a un ambiente
adecuado, se apilan una sobre la otra.
En la planta baja se encuentra el hall, la cafetería y una sala de lectura
acristalada. Sobre ellas, se halla el espacio abierto que contiene las zonas de
trabajo de los estudios de diseño. Esta planta se complementa con tranquilos
talleres de trabajo, las aulas y una biblioteca en la parte superior. Las zonas
administrativas se colocan en la planta tercera, planteada con una circulación
perimetral a lo largo de la fachada.
Diagrama de organización
La luz natural y las vistas desde los
puestos de trabajo se garantizan gracias a
las particiones de vidrio entre ellos y por
algunos patios de luz. Un jardín
semicubierto conectado con la planta de
oficinas sobre los patios, se convierte en
colchón para posibles ampliaciones
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provisionales.
La composición de las fachadas y las aperturas practicadas,
aparentemente de forma aleatoria y con independencia de función y
orientación, no permiten la partición horizontal interna del edificio.
CONSTRUCCIÓN E INSTALACIONES.
- Concepto: durante el desarrollo posterior al proyecto de concurso, las
aperturas de la fachada se redujeron
considerablemente por motivos de producción.
Las 3500 aperturas propuestas pasaron a ser
150.
Por un lado, las plantas se analizaron con la
ayuda de simulaciones de luz diurna. La posición
y el tamaño de las aperturas, por otro lado, se
estudiaron en un primer lugar en función de la
orientación del edificio, la altura de las distintas
plantas y las funciones que se debían desarrollar
en cada una de ellas. Después de analizar la
propuesta en lo que a las transmisiones de
fuerzas y proporciones en las fachadas exteriores
respecta, ésta se fue refinando en un proceso
interactivo. En él se tuvieron en cuenta las
peculiaridades necesidad que demandaban los
puestos de trabajo con ordenadores, las aulas, la
biblioteca y los espacios de oficina.
Se definieron los núcleos de comunicación para
conseguir una sensación de espacio abierto. Con
los mismos objetivos se proyectó también el
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número y la localización exacta de los diferentes pilares interiores. Esto
llevó a definir dos esbeltos pilares de hormigón y acero, que se integran
en el programa de cada una de las plantas.
- Construcción de las losas: las
losas se apoyan en el perímetro del
edificio, en los tres núcleos de
comunicaciones y en los dos pilares
interiores.
Debido a la posición tanto de los
núcleos como de los pilares, las
losas salvan luces de 16 metros. En
el canto de 50 centímetros de estas
losas se insertaron cuerpos de
desplazamiento con el fin de reducir
el peso del conjunto en un 30%.
Forjado Bubble Deck, zona de macizado alrededor Detalle Bubble Deck, y sistema de
de soporte aislado y distribución de conductos activación térmica del forjado
Detalle de forjado con sistema de aligeración Bubble Deck
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Bajo las estructuras huecas de plástico se han colocado los tubos para
la activación térmica del edificio, también se han incorporado luminarias
de gran formato formando una cuadrícula.
Sección horizontal tipo de muro perimetral
Para soportar este edificio continuo, se consideró un grado de armado
mayor en la capa interior y limitar de este modo las fisuras, lo que exigió
coordinar con cuidado el montaje, especialmente de los cuerpos de
desplazamiento de la instalación de activación térmica del edificio. Las
solicitaciones más fuertes se dan en los encuentros de las losas con los
núcleos de comunicaciones y los pilares interiores. Esto requiere incluir
elementos que puedan soportar los esfuerzos transversales y prescindir
de los cuerpos de desplazamiento y de las instalaciones en estas zonas.
Sobre los planos generales, de los que resultaron las zonas de los
cuerpos de desplazamiento, la instalación de activación térmica del
edificio y la ordenación de las losas, se definió el armado de la
estructura.
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Armadura de las losas
- Construcción de las fachadas: la considerable reducción de peso de
las losas al incorporar los cuerpos de desplazamiento tuvo importantes
consecuencias en el diseño de la transmisión de cargas al núcleo, a los
pilares de hormigón y acero y a las fachadas de hormigón.
El concepto de SANAA para las fachadas contemplaba un final
envolvente. Las consecuencias iniciales que tenían en cuenta las
normas básicas alemanas sobre aislamiento y ahorro energético dieron
como resultado innumerables posibles soluciones para las fachadas. El
análisis de las diferentes variantes definió resultados inesperados para
un edificio de estas características (escuela, oficina) con un porcentaje
de un 15% de superficies acristaladas respecto a las opacas.
La ejecución de una fachada doble de hormigón visto con núcleo
aislante requería un espesor de casi 50 cm. por razones constructivas y
exigencias energéticas.
La ejecución de una piel interior de 12 cm. de espesor estabilizada por
medio de una fijación a un muro exterior más grueso que funcionara
térmicamente fue otra de las soluciones analizadas. Pero ésta requería
la utilización de hormigón autocompactado y un correspondiente
encofrado laborioso, lo que suponía un aumento en el presupuesto. Las
soluciones alternativas, por ejemplo, de ejecutar un raseo exterior o
interior, con aislamiento mineral contradecían los aspectos de diseño
del concepto.
Colocación de los tubos de aislamiento activo
de fachada
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La variante finalmente ejecutada se basa en una idea aportada por el
especialita en instalaciones. El concepto del llamado “aislamiento
térmicamente activo” propone un sistema
cerrado de tubos embebido en los muros
que permite la circulación de agua a 27º C
por toda la fachada, sustituyendo a un
aislamiento térmico pasivo. Un
intercambiador de placas permitirá el uso
de esta agua para elevar la temperatura de
los circuitos de aislamiento activo. Las
instalaciones de saneamiento también han
sido incluidas en unos muros cuyo
acabado superficial se ha cuidado al
máximo.
Sistema de aislamiento activo
Distribución del sistema de aislamiento activo en una de las fachadas
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En la mina de carbón, no muy lejos del emplazamiento de la escuela, se
bombea constantemente gran cantidad de agua caliente casi a 30º C
desde una profundidad de 1000 metros, para prevenir la presión
superficial hacia arriba y evitar las inundaciones de minas cercanas.
Hasta ahora parte del agua bombeada que no se aprovechaba se
conducía al río Emscher. En el futuro esta agua se hará circular por un
intercambiador de calor, que calentará el agua de un circuito cerrado
integrado dentro de la fachada del edificio. El calor conseguido en las
fachadas no sólo servirá como calefacción, sino también como aislante
equivalente pasivo. El balance ecológico de esta propuesta lleva, en
comparación a un concepto aislante tradicional, a un nivel
considerablemente inferior de emisiones de CO2. Al contrario que la
solución con aislamiento en el núcleo del muro de fachada, este
sistema permite reducir el espesor del mismo de 50 a 30 cm.
Al prescindir de una ejecución de muros dobles, los costes de
producción y los tiempos de ejecución también se reducen. El agua de
los pozos también se utilizará para calentar en invierno el sistema de
activación térmica proyectado en las losas del edificio (energía
geotérmica).
- Estructura: la propuesta arquitectónica de ejecutar un cubo con
superficies continuas de hormigón llevó a desafíos estructurales y
constructivos. Se realizaron análisis extensivos para obtener una
imagen real de las condiciones de las fachadas resultadas de las
diferencias de temperatura. En el
cálculo de las transmisiones tuvieron
que considerarse la disposición de los
huecos de ventana y la esbeltez de la
fachada (30 cm. de ancho con alturas
de planta de incluso 10,50 m.). Junto
a la colocación de la armadura
correspondiente para evitar las fisuras del hormigón, hubo que realizar
juntas constructivas en los encuentros de las losas y los muros de
fachada, especialmente en las esquinas del edificio, y minimizar de esta
manera los efectos de la retracción. El proceso de coordinación entre la
ejecución de las instalaciones y la estructura, especialmente compleja
en las losas, fue mucho mayor en el caso del planeamiento de las
fachadas. Se tuvo que coordinar el proceso de ejecución de las líneas
de sistema de aislamiento activo integradas en la fachada y el propio
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sistema de encofrado. También se coordinó al detalle la posición de las
aperturas en la fachada con la ejecución de los tubos para la
conducción del agua y demás instalaciones y con las exigencias
estructurales: transmisión de fuerzas y armaduras. En el caso de las
fachadas vistas de hormigón, fue importante conseguir un enconfrado
continuo por las plantas.
ENERGÍA GEOTÉRMICA.
La energía geotérmica corresponde a la energía calórica contenida en el
interior de la tierra, que se transmite por conducción térmica hacia la
superfice. Es un recurso parcialemente renovable y de alta disponibilidad.
Hay varios tipos de yacimientos geotérmicos dependiendo de la
temperatura del agua:
- Energía geotérmica de alta temperatura (150 – 400º C).
- Energía geotérmica de temperaturas medias (70 – 150º C).
- Energía geotérmica de baja temperatura (50 – 70º C).
- Energía geotérmica de muy baja temperatura (20 – 50º C), se utiliza
para necesidades domésticas, urbanas o agrícolas.
Las fronteras entre los diferentes tipos de energías geotérmicas es
arbitraria; la temperatura por debajo de la cual no es posible producir
electricidad con un rendimiento aceptable está entre 120 – 180º C, pero son
temeperaturas muy apropiadas para sistemas de calefacción urbana.
Ventajas:
- Es una fuente que evitaría la dependencia energética del exterior.
- Los residuos que produce son mínimos y ocasionan menos impacto
ambiental que los originados por el petróleo, carbón…
Inconvenientes:
- Emisión de ácido sulfídrico.
- En algunos casos, emisión de CO2. Inferior al que se emitiría para
obtener la misma energía por combustión.
- Contaminación de aguas próximas con sustancias como arsénico,
amoniaco…
- No se puede transportar.
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Usos:
- Generación de electicidad.
- Aprovechamiento directo del calor.
Calefacción y ACS. Refrigeración por absorción.
La energía geotérmica puede utilizarse de formas distintas,
dependiendo del origen del calor que se utilice, será útil para unas u otras
aplicaciones.
Se puede utilizar directamente el calor generado por el magama en el
interior de la tierra y que llega a la superficie en suelos volcánicos, aguas
termales o geisers.
En Alemanía, emplazamiento de la Escuela de Zollverein, la técnica de
utilización no se basa tanto en la capacidad del subsuelo de generar calor sino
en la circunstancia de que éste se mantiene siempre a una temperatura
homogénea independientemente de las condiciones meteorológicas que
imperen en el exterior, de forma que a una profundidad de unos 15 ó 20 m. la
temperatura se estabiliza alrededor de los 17º C. De esta manera, elevar la
temperatura del agua que vamos a usar (17ºC, en lugar de 10ª º C en los que
se encuentra a temperatura ambiente en las tuberías durante el invierno)
resulta mucho más efectivo energéticamente, y el ahorro de electricidad es
importante. Existe la necesidad de instalar una bomba hidráulica que mueva el
agua a través del circuito.
En verano ocurre exactamente lo mismo: mantener la temperatura de
confort de 25º C en verano desde los 17º C del subsuelo tiene un coste
energético mucho menor que hacerlo desde los 30 – 40º C del aires exterior.
El aprovechamiento de esta energía renovable se realiza mediante el
complemento de una bomba de calor geotérmica, que es la que se encarga
de aportar el calor complementario hasta alcanzar las temperaturas deseadas.
La combinación de la energía geotérmica con la bomba de calor geotérmica
consigue un ahorro energético y económico en calefacción, agua caliente y
aire acondiciona de hasta un 75%.
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PLANIMETRÍA
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Sección
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Alzados
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Detalles constructivos
Sección de ángulo superior Detalle de forjado de coronación
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Sección de patio, barandilla, forjado de cubierta
y suelo planta tercera
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FOTOGRAFÍAS PROCESO DE CONSTRUCCIÓN
Losa Núcleo de comunicación Armado losa
Sistema Bubble Deck
Hormigonado losa
Tubos de activación térmica en fachada
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Escalera
Cubierta Instalaciones interiores
bajo suelo técnico
Falso techo Jardín bajo cubierta Acabado interior
Imagen final
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BIBLIOGRAFÍA
- Revistas:
- El Croquis. Madrid: El Croquis Editorial (2004), nº: 121 – 122.
“Escuela de diseño Zollverein. Essen, Alemania”.
- Detail 2006: revista de arquitectura y detalles constructivos, nº 2.
“Planeamiento integral: Zollverein. School of management and design”.
- Av proyectos. Madrid Arquitectura Viva (2006), nº 14.
“SANAA/ Sejima y Nishizawa. Escuela de Gestión y Diseño, Essen”.
- Páginas web:
- www.Plataformaarquitectura.cl/2007/01/10/zollverein-school-of-
mangement-and-desegn-sanaa/
- www.professionearchitetto.it/news/es/news1234.aspx
- www.new.soliclima.com/modules.php
- www.flickr.com/serch/?=zollverein+school&page=7
- www.thomasmayerarchive.de/categories.php?1=english