"Habitar el Desierto"
ARQUITECTURA DE EXPERIMENTACIÓN
La estructura ha estado marcada por una de las referencias más presentes en nuestro proyecto: la Dymaxion House. La intención es la de crear un proyecto con una planta circular que permitiese evitar el problema de las esquinas (como vimos en una de las conferencias), en un clima extremo como es el desierto. La forma presenta menos resistencia a los fuertes vientos que se pueden producir.
Comenzamos con la intención de crear un sistema de pieles móviles que permitiese regular las condiciones de confort interiores de la vivienda. Se desarrollaba con tres anillos móviles, de exterior a interior: una malla protectora con la posibilidad de cargarse eléctricamente para atraer o repeler la arena; un muro con cierta masividad que durante el día protege la vivienda, y por la noche desciende bajo la tierra para rebajar su temperatura; un anillo interno realizado en vidrio, con capacidad de almacenar el calor durante el día.
El mecanismo de funcionamiento era el siguiente: durante el día el muro masivo protegía a la vivienda, tras haber estado enterrado durante la noche para rebajar su temperatura, este consistía en un muro provisto de materiales de cambio de fase, para aprovechar los bruscos cambios de temperatura entre el día y la noche en el desierto.
El anillo interior, se mantenía durante el día en la cota superior de la vivienda, para captar y almacenar toda la energía posible y radiarla a la vivienda durante la noche.La piel exterior se mantiene todo el tiempo protegiendo al resto de capas de la arena, sobre todo teniendo en cuenta las tormentas que se producen en el desierto.
En cuanto a las instalaciones se planteaba una estructura de “patas de araña” que reflejaba los rayos solares al punto central donde una turbina generaba electricidad para la vivienda. Aprovechando la apertura de la chimenea se realizaban una serie de conductos enterrados que permitían refrigerarse a la vivienda, enfriando el suelo el aire que se captaba al inicio de los conductos. La zona de cubierta se cerraba con una lámina flexible que almacenaba el aire calentado durante el día para incorporarlo a la vivienda por la noche.
1_ El sistema de pieles móviles. Nos generaba muchas dificultades a la hora de realizar todos los movimientos y las posibles grietas que hiciesen a la vivienda vulnerable ante las adversidades del clima. También nos generaba el inconveniente de depender de la necesidad de energía que en la situación en la que nos movemos es muy difícil de conseguir. Debíamos encaminarnos hacia una estructura fija que agrupase todas las pieles que proponíamos.
2_ Las instalaciones que exponíamos deberían ser de un tamaño considerablemente mayor para suministrarnos las condiciones y energía que queríamos exigir. El aire que inyectábamos a la vivienda por la noche no nos aseguraba un confort a lo largo de la noche, debíamos conseguir un volumen mucho mayor que no iba acorde con nuestra escala de proyecto.
La chimenea solar tampoco nos suministraba una gran energía, dado que la capacidad de nuestra turbina y su tamaño estaban limitados al tamaño de la estructura.
Después de esto, propusimos fusionar las distintas capas que proponíamos en una única. Cambiar el sistema de inyección de aire, por agua, un elemento que nos permitía una mayor independencia y mejor funcionamiento en el almacenamiento e intercambio de energía con el entorno. Eliminar ciertas instalaciones demasiado extensivas.
La estructura, como explicamos previamente, proviene de la investigación de los proyectos de Buckminster Fuller. Tanto en el diseño de perfiles estructurales como piezas especiales en nudos. El conjunto de elementos resistentes se compone de un mástil central de acero de diámetro exterior de 80 cm y diámetro interior de 50 cm con dos piezas circulares (superior e inferior) de aluminio macizo machihembradas al hueco interior del mástil y preparadas para recibir las articulaciones de cabecera de viga, ocho vigas (16 en total) realizadas mediante perfiles de aluminio plegado.
Las articulaciones constan de un cilindro de aluminio macizo que permite el giro de la viga en el plano vertical. Se sujeta, además, mediante cables tensores que van enganchados en una pieza de aluminio macizo machihembrada a los extremos del mástil. Se añaden perfiles de aluminio plegado y atornillado a la pieza de cabeza de viga para permitir el apoyo de las piezas autoportantes de pvc sobre las que se acoplarán los enganches que sirvan de sujeción de las tuberías del circuito de agua.
Piel exterior móvil, mono-direccional sustentada por medio de dos guías o carriles superior e inferior de aluminio fijado con perfil auxiliar nivelador. Carros de desplazamiento de los paneles en las guías correderas.
Fina lámina fotovoltaica (2), flexible y semi-transparente, creada a partir de polímeros conductores y nano-materiales de carácter orgánico. Ligereza, espesores <5mm. Flexibilidad, apto para superficies curvas, fabricación en rollo y fácil instalación, variedad formal cromática, material orgánico (no tóxico y sin metales pesados), menos dependencia del ángulo de incidencia de la luz solar, lo que permite que Power Plastic se pueda colocar en paramentos verticales. Semi-transparencia, actúa como filtro solar en paramentos verticales. Capacidad de las células del material para trabajar con luz difusa, lo que permite captar energía hasta el ocaso. Power Plastic está compuesto, a pesar de ser un material con muy poco espesor, a partir de cinco capas: Lámina transparente de protección, electrodo transparente, una capa foto-reactiva, electrodo primario y una capa base final o sustrato.Carros de desplazamiento con rodamientos en acero, hacen un perfecto y suave desplazamiento de los paneles en las guías correderas.
Proceso de captación, comportamiento del material. Inicio del día, Power Plastic se activa a primera hora de la mañana. 2. En las horas centrales el índice de captación en mayor gracias a su coeficiente térmico. 3. La captación de energía permanece activa por más tiempo durante el ocaso. Temperatura de funcionamiento (20⁰C a 65⁰C) y temperatura de almacenaje (-40⁰C a 75⁰C).
Junto a este panel, se combina con una malla protectora exterior metálica (1), protege al panel de las posibles adhesiones de partículas de arena. Se encuentra anclada al sistema de panel móvil con lámina fotovoltaica por lo que genera una constante protección. Sus sistemas de huecos facilitan el paso de los rayos solares al panel fotovoltaico a lo largo de todo el día.
Propiedades: 90% Ductilidad (elongación a rotura) (VI 3) (VI 10), fragilidad (VI 3).
Estrategias de eco-diseño: VR 100% reciclable Características ambientales: Resistencia a los áridos (VID 2/VIA 5), resistencia a los solventes orgánicos (VID 5), resistencia al fuego (VID 4), resistencia al agua (VID 4), resistencia al ambiente salino, resistencia UV (VID 5), resistencia al desgaste (VID 3) *VR: Valor real **VID: Valor intuitivo malla desactivada. ***VIA: Valor intuitivo, malla activada.
Comportamiento, malla metálica: Consta de un sistema eléctrico que al conectarse repele las partículas de arena próximas. Al conectar la malla se crea un campo de fuerzas en donde las partículas de arena próximas se repelen.
La capa exterior de la vivienda, es un muro con un acabado de láminas que varían su color dependiendo de la temperatura necesaria. Así cuando comience a introducirse la noche, se podría cambiar la coloración a un negro intenso que permitiese captar rápidamente la energía a intercambiar con el interior de la vivienda durante la noche. Durante el día tendríamos el caso contrario.
Desglose del sistema de pieles en la fachada de la vivienda; multicapa y estática, permite adecuar la temperatura interior y proteger contra las altas temperaturas diurnas y las mínimas durante la noche.
Desde el exterior al interior posee las siguientes capas, (3) un sistema de celosía con vidrio doble y marquesina que se combina con una membrana polimérica multicapa fotosensible. Después, un tejido trenzado con estructura de panel de abeja (4) que sirve como aislante térmico, y en el interior un acabado ligero, panel de yeso aligerado (5) con cartón interior y multicapa.
La piel fotosensible, presenta un cambio de contraste reversible de color u opacidad para ofrecer protección contra el calor diurno y el frío nocturno regulando las condiciones térmicas del interior de la vivienda; este efecto se da al incidir la luz o el calor sobre la superficie del material. Por lo que responde a los estímulos externos y nos proporciona además de su sentido estético, no conduce hacia una eficiencia energética tangible. Lámina multicapa Chamaleon, propiedades y características: material polimérico multicapa y reflectante que cambia de color y opacidades según el ángulo de incidencia de la luz, el ángulo de visión y la ubicación.
Posibles tonalidades: Genera infinidad de efectos lumínicos sin utilizar materiales metales pesados. Los cambios de color e intensidad pueden ser manipulados fácilmente, mezclando de forma distinta finas capas de poliéster y variando el tipo de adhesivo. Para ser visible, la luz debe estar compuesta por longitudes de onda comprendidas entre 380 y 700 nanómetros.
No está compuesta por ningún tipo de partícula metálica por lo que no es un material conductor ni corrosible.
Criterios de colocación y mantenimiento: Se inserta el material en forma de lámina dentro del panel doble de vidrio por lo que se consigue un efecto doble. Para garantizar un mínimo de diez años de vida útil al material y poder utilizarlo en fachadas de vidrio, se le añaden diversas capas hasta alcanzar un espesor de 200 micras. Las capas superficiales de Chamaleon también pueden manipularse para que el exterior se perciba el efecto dicroico, permitiendo al mismo tiempo introducir luz natural al interior (las zonas menos densas darán lugar a ventanas). Las ventas se componente de tratamientos diferentes para favorecer el paso de luz pero manteniendo la protección contra el calor exterior.
En cuanto a las instalaciones, disponemos un sistema con dos intercambiadores de calor. El pilar central aloja las instalaciones: dos placas de intercambio de calor, tubería de conexión entre ambas, y chimenea que ayude a la ventilación de la vivienda. Se colocan tres bombas que funcionarán alternamente para alargar su vida útil y que ninguna trabaje a la máxima potencia.
Existen dos circuitos de tuberías, controlados por una centralita que permite el intercambio de calor entre ambos, según las necesidades de confort de la vivienda:
-El primero se desarrolla en cubierta, extendiéndose irregularmente por toda la superficie de esta para captar toda la energía que durante el día proporcionan los rayos solares. En su interior fluye un compuesto líquido caloportador con anticongelante.
-El segundo circuito se desarrolla bajo tierra, llegando a una cota de unos 15m. donde la temperatura de la tierra es casi constante. En caso de cimentación con pilotes los tubos irían al lado de estos, para otro tipo de cimentación habría que realizar un sondeo independiente.En el interior de la vivienda existen otros dos circuitos, uno en techo y otro en suelo. Cada uno de estos circuitos se conecta a una de las placas de intercambio que a su vez están en conexión para poder intercambiar calor con cualquiera de los circuitos que se deseen activar, dependiendo de la temperatura necesaria, controlado todo por la centralita instalada en el pilar central. Se disponen llaves manuales para controlar la instalación manualmente si la centralita fallase.
Se han escogido los sistemas de circuitos en suelo y techo, dado que ofrecen una curva muy próxima a la calefacción ideal, además nos permitía dejar libre el muro, dando independencia a este y evitando los conflictos que surgirían con huecos y las distintas capas incorporadas.
Pensamos en ello también dada la mayor facilidad de reparación que si estuviesen alojados en el interior del muro.
El sistema de mobiliario de la vivienda, que incorpora ganchos y raíles para poder elevar los muebles, dejando libre la planta (exceptuando cuartos húmedos) y tabiquería móvil, permite un mejor manejo y disponibilidad para los usuarios con algún tipo de discapacidad. De este modo para un usuario en silla de ruedas, podrían utilizarse estos raíles para desplazarse por la vivienda, o en situaciones específicas.
La disposición interior como hemos citado consta de varios grupos de paneles móviles que permiten utilizar la vivienda de distintos modos. En la entrada se dispone un cortavientos que permita un filtro entre el ambiente exterior y la vivienda, evitando suciedad y corrientes de aire.
Referencias:
- Garbage Warrior _Eartships
- CASA DYMAXION -RICHARD BUCKMINSTER FULLER
- Proyecto Diatom House -Richard Neutra
- Casa de plástico -Ionel Schein
- Domespace -Patrick Marsillisu
TRABAJO EXPERIMENTAL_OBRA GRUESA_ ETSAM
FERNÁNDEZ GONZÁLEZ, ANGÉLICA
LEFEBVRE, ELISA
PEÑA ORTEGA, CRISTINA
SANTOFIMIA CASTAÑO, SAMUEL
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