1.- Diseño Bioclimático

Compacidad:

El edificio presenta un factor de forma 0,37 m-1 para sus 5.920 m2 útiles acondicionados, lo que supone un ratio difícilmente mejorable. La compacidad implica optimizar la relación entre la superficie envolvente y el volumen climatizado, reduciendo la primera. Se ha combinado este principio con importantes estrategias para conseguir simultáneamente una buena iluminación natural de los espacios de trabajo, como se desarrollará más adelante.


Cuidadoso análisis de la incidencia solar en los huecos:


La forma del solar exige largas fachadas en orientaciones Sur-Oeste y Norte-Este, por lo que se ha realizado un cuidadosísimo estudio de re-orientación en el diseño de los huecos combinado con los aleros en las orientaciones soleadas.  (Figura 1) Los huecos, con este sistema, se orientan al Sur y al Este en una proporción del 89% de su superficie, lo que produce ganancias térmicas en invierno,  un efecto de auto-sombreamiento en verano que  reduce las cargas de refrigeración, y al mismo tiempo se asegura la iluminación natural.  La superficie resultante presenta un efecto de diente de sierra en sus lados más largos, y como  inconveniente, se aumenta  la superficie envolvente, lo que se contrarresta con la siguiente medida. El efecto de esta estrategia de diseño supone un 24% de reducción en las cargas de refrigeración del edificio, según las simulaciones realizadas. 

Figura 1. Planta tipo. (Efecto dentado en el diseño de huecos para reorientar los huecos en fachadas Norte-Este y Sur-Oeste.)




Aumento de los aislamientos en la envolvente térmica:

Se relatan en la Tabla I los coeficientes de transmisión térmica utilizados en la envolvente del edificio en comparación con los exigidos por el español CTE y por normativa americana ASHRAE (ASHRAE 2007). Los coeficientes de aislamientos utilizados, muy importantes, (U=0,17 W/m2K en fachadas y U= 0,15 W/m2K en su cubierta vegetal) limitarán las pérdidas por transmisión y por tanto reducción de la demanda. Como contraindicación, hay un aumento de la energía incorporada en los materiales que puede ser reducido e incluso eliminado por el empleo de aislantes de origen natural (corcho aglomerado negro 100% natural), y un sobrecoste económico a compensar por la reducción en consumo de energía. Debe ser también considerado en este apartado el efecto de la inercia térmica conseguido en la propia estructura del edificio (hormigón armado) y sobre todo con la cubierta, de tipo vegetal extensivo en el 73,5% de su superficie.

Tabla I. Coeficientes de transmisión térmica empleados en el edificio LUCIA en comparación con los exigibles según CTE y ASHRAE




En las siguientes tablas podemos ver la descomposición de cálculo del cerramiento y la cubierta ajardinada.



Iluminación natural con pozos de luz:

La decisión de realizar un edificio compacto se ha combinado con el aumento de la iluminación natural en los espacios interiores mediante el uso profuso de pozos de luz (en total 27) y de lucernarios sobre los cuerpos de escaleras.  La iluminación natural, además de tener efectos beneficiosos sobre la salud y el bienestar, reduce  la demanda eléctrica de iluminación artificial. (Ver Figura 2.) Los beneficios obtenidos por este sistema son excelentes: se trata de elementos estáticos, que utilizan simplemente el efecto del reflejo de la luz incidente,  por lo que no requieren energía para su funcionamiento.  Según  la simulación  realizada, los  146.190 kWh anuales para iluminación que necesitaría el edificio de referencia (criterio ASHRAE), en el LUCIA se reducen a 74.790 kWh  (aproximadamente la mitad) gracias a estos dispositivos. El coste de estos 27 dispositivos se valora en el presupuesto de proyecto en 13.483 euros €.

Tabla II. Comparativa de los sistemas de iluminación, de un edificio normal y el edificio LUCIA



* Datos obtenidos del informe de simulación energética con el sistema DOE-2 de cálculos energéticos y análisis de costes y el programa EQUEST 3.64 

Diseño abierto del aparcamiento:

Esta decisión, además de aportar mejoras sensitivas (en un aparcamiento es mucho más agradable el espacio abierto frente al cerrado), permite tener ventilación e iluminación naturales  que reducen enormemente las  demandas de iluminación, equipos anti-incendio, anti-CO2, etc.,  a suplir por energía externa. Como contraindicación está la reducción de seguridad anti-robos. (Ver Figura 2) 

Figura 2. (Sección axonométrica. Pozos de luz, aparcamiento abierto y central de biomasa).