Centro cívico Cristalerías Planell de HArquitectes

Emplazado en una parcela triangular del distrito de les Corts, el edificio es un equipamiento público destinado a alojar un centro de formación para adultos, una sede del consorcio de normalización lingüística y un hotel de entidades. Dos de las tres caras del solar quedan definidas por la fachada protegida de la antigua cristalería Planell que se estableció en la calle Anglesola el año 1913.

Foto: Adrià Goula

Entorno

El edificio, como pieza urbana, aprovecha la parcela en su totalidad, pero la forma triangular y las fachadas catalogadas impiden una ocupación completa del solar. El edificio reparte el programa en cuatro plantas que se retiran de la fachada patrimonial Sur. El patio cubierto resultante permite compatibilizar edificación y patrimonio mejorando las condiciones de luz natural de los espacios de aulas a la vez que aporta un cojín térmico y acústico respecto al entorno. Este patio largo y estrecho formado por la fachada patrimonial y la nueva fachada estructural, se reproduce en el vértice Norte como sistema de relación con el exterior de los usos administrativos del edificio, agotando la geometría triangular.

Foto: Colección MACBA. La parcela que ocupa el edificio original de Cristalerías Planell, en el Barrio de Les Corts, es parte de una ordenación de ensanche de la ciudad de Barcelona proyectada en el s.XIX, en la que la calle Anglesola comunicaba el centro urbano con la carretera de Sarriá. El edificio, obra modernista de Josep Graner construida en 1913, tenía dos plantas y estructura de muros de carga de fábrica de ladrillo. La fachada a la calle Anglesola está catalogada como elemento patrimonial, por lo que el concurso partía de la premisa de su conservación.

Foto: Adrià Goula

Propuesta

La sección del edificio explica su comportamiento: el control y la gestión del aire en condiciones naturales. En invierno es necesario controlar las pérdidas por renovación, amortizar la alta carga interna acumulada en la inercia de una estructura muraria y captar el aire limpio desde el patio que actúa como recuperador natural. En verano se trata de disipar moviendo el máximo volumen de aire posible y capturar el aire desde los patios vegetados y sombríos. Los motores del movimiento de este aire serán estrictamente naturales a partir del uso de chimeneas solares y sombreros con efecto Venturi. La ventilación cruzada entre patios queda descartada por programa y para evitar conflictos acústicos, por tanto el edificio dota cada franja de espacios de uso con una larga interrupción estructural por donde el aire circulará en vertical "estirado" por la potencia del sol en las chimeneas, que a la vez dotarán el edificio de una silueta y una materialidad transparente y característica.

Sección transversal. Ver pdf

Para reducir la incidencia de la forma triangular del solar en la planta del edificio, los arquitectos introdujeron dos franjas laterales vacías y retranquearon el volumen edificado hacia el interior. A través de esta estrategia, se crearon dos patios en los que se apoya todo el funcionamiento y organización de la propuesta. En primer lugar, permiten independizar la altura de las plantas interiores de la altura de los huecos de la fachada patrimonial existente a la calle Anglesola. Las aulas reciben la luz natural y homogénea que llega, filtrada por los patios, desde los lucernarios de cubierta. Los patios funcionan además como un colchón acústico que protege y aísla a las aulas del ruido del exterior.

Foto: Adrià Goula

Por otro lado, al reducir la superficie construida de cada planta, se reduce el número de usuarios por planta, lo que permite ubicar solo una escalera de evacuación. Esto supone optimizar la superficie destinada a aulas, aun con el coste perfectamente asumible de aumentar el número de plantas.

Planta segunda. Ver pdf

Por último, los patios se conciben como espacios climáticos de pre-tratamiento del aire de ventilación, lo que permite evitar la instalación de un recuperador. El modelo energético del edificio se basa en la ventilación de los espacios a través de la circulación natural del aire y en el aprovechamiento de la inercia térmica de muros y forjados. En este modelo, juegan un papel primordial dos elementos constructivos del edificio: los gruesos muros de fábrica que separan las aulas del pasillo central y las grandes chimeneas de la cubierta, en tanto que ambos son los encargados de conducir y movilizar de forma natural el aire en el interior del edificio.

Energía

La principal estrategia para la eficiencia energética del edificio es la de reducción de la demanda a través de la optimización de la luz natural, ventilación natural e inercia, pero para alcanzar los niveles de confort normativos es necesario asumir el uso de sistemas de producción de calor y frío altamente eficientes (geotermia). Este mínimo consumo energético (el edificio tiene un consumo máximo de 30 KW, una tercera parte del consumo de un edificio de referencia) debe equilibrarse con un porcentaje de producción con el fin de asumir la responsabilidad de los equipamientos municipales para llegar al "Nearly cero".

El equipamiento genera energía eléctrica con placas solares flexibles integradas en las chimeneas solares. La capa absorbente de la chimenea solar es una lámina negra que debe adquirir altas temperaturas para producir el movimiento del aire. Se realizaron pruebas durante la construcción para confirmar que las placas solares FV mantenían la temperatura exigida en las simulaciones de la capa absorbente, por lo tanto, en las orientaciones más óptimas de las chimeneas, se instalaron 12 m² de placas (3 KWp) que, sin reducir la potencia de la chimenea, producen electricidad de autoconsumo.

Las dos herramientas básicas de confort climático del edificio son el aprovechamiento y activación de la inercia (estructura portante) y el movimiento del aire. No existe acondicionamiento artificial del aire, pero sí que hay que moverlo de forma controlada e intencionada; en invierno debe moverse poco para amortizar las altas cargas internas debidas al uso docente (en base a sensores de CO₂); en verano se debe mover por temperatura y en cantidad suficiente para sacar la carga interna y evitar sobrecalentamientos.

El modelo energético del edificio se basa en un funcionamiento coordinado de la climatización y la ventilación natural, regulado por un sistema domótico. En el modo de invierno el edificio tiende a cerrarse al exterior de forma hermética, para evitar las pérdidas del calor acumulado en la masa de su estructura. Un sistema de bomba de calor geotérmica apoyada por una bomba aerotérmica se encarga de producir la calefacción de las aulas por suelo radiante. El aire de ventilación se toma desde la fachada norte, circula hacia los patios, y desde allí se introduce en las aulas movido por el efecto de las chimeneas solo cuando los sensores interiores de CO2 indican que es necesario. Para ello, un sistema automatizado se encarga de abrir la parte superior de las ventanas de las aulas.

Foto: Adrià Goula

En verano, la estrategia es la opuesta. El edificio necesita ventilar todo lo posible para enfriar los elementos y aprovechar al máximo su inercia térmica, por lo que las chimeneas trabajan a su máxima capacidad. La climatización se lleva a cabo mediante suelo refrigerante. El sistema domótico adapta la temperatura del suelo para equilibrarla con el nivel de humedad interior y evitar condensaciones. La introducción de aire en las aulas se produce igualmente desde los patios, pero no por lectura del nivel de CO2 , sino según la medida de la temperatura interior.

Chimeneas solares

La herramienta que mueve este aire es un motor natural que actúa al mismo tiempo como cubierta del edificio. Consiste en cuatro chimeneas solares que generan, gracias a su materia y geometría, tres sistemas naturales de ventilación: El efecto chimenea producido por la diferencia de altura con los espacios interiores, el efecto Venturi producido por los sombreros de remate que garantizan ventilación nocturna y, por último, el efecto invernadero producido por la superposición de una superficie transparente (ETFE) sobre una superficie negra.

Las temperaturas a las que llega el sistema son mucho más altas en verano (necesarias para mover 16.000 m3/h) que en invierno. La geometría piramidal de las chimeneas responde al movimiento del sol a lo largo del día en época estival.

Dado que las necesidades de ventilación se extreman en verano, las chimeneas están diseñadas geométricamente para su funcionamiento óptimo en esta época del año. La superficie e inclinación de los planos de las pirámides se ha adaptado a la orientación y al ángulo de incidencia solar, de forma que la exposición al sol sea máxima. Los planos orientados a sur en verano, con el sol alto, son más horizontales, mientras que los que se orientan a oeste son más verticales porque el sol está más bajo.

Construcción de las chimeneas solares. Ver detalle 3D. Realización: DSIGN CLOUD.

Para que el efecto invernadero sea máximo, las chimeneas están formadas por dos capas: una capa captadora exterior transparente de ETFE, y una membrana absorbente interior de elastómero y PVC, de color negro. La falta de masa y por tanto de inercia del volumen de la chimenea permite que se caliente de forma instantánea. Así, de las entre 9 y 11 renovaciones de aire por hora que requiere el edificio, el funcionamiento de las chimeneas en verano, solo mediante el efecto invernadero, asegura entre 6 y 7.

Entre 1 y 2 renovaciones por hora son debidas al funcionamiento de la chimenea por efecto Venturi. Se optó por una coronación en forma hexagonal para capturar vientos en cualquier dirección, aunque esto conllevó una mayor complejidad geométrica en el diseño de las superficies de ETFE, al introducir superficies alabeadas en las caras de las pirámides para pasar de la planta rectangular a la planta hexagonal.

Detalle constructivo de las chimeneas solares. Ver pdf

Foto: Didac Guxens

Materialidad

El volumen resultante responde a la estricta geometría triangular del solar, por su potencia y por su función urbana. Su materialidad cerámica responde a la voluntad de poner en valor la fachada patrimonial integrándola y no singularizándola, usándola y no sacralizándola, por tanto ponemos prácticamente en el mismo plano lo nuevo y lo viejo con materiales y técnicas similares y asumiendo en los dos casos obligaciones de cerramiento, de captación, de ventilación de cámaras y patios. La materialidad se compone a partir de razones estructurales y se complementa para mejorar las condiciones de luz de los patios y dotar la fachada de un material vinculado a la memoria de la Cristalería Planell. Se ha introducido el bloque de vidrio macizo como parte del cerramiento murario que permite introducir luz al patio norte y captación al patio sur.

Sección longitudinal. Ver pdf

Foto: Adrià Goula

Programa y muros de división interior

Aunque la estructura es de muros de carga de ladrillo, los muros longitudinales no están trabados con los transversales, lo que permite cierta flexibilidad en la distribución ante posibles cambios futuros del programa del edificio. Para aumentar su inercia estructural, el muro longitudinal se dimensiona con un grosor de dos pies y medio, formando sus propios contrafuertes en peine. El hueco de esos contrafuertes se utiliza para alojar los conductos de extracción de aire comunicados con la chimenea solar. La planta se organiza a través de un módulo tipo, en el que por cada 20 m² de aula se disponen una puerta, un detector de CO₂, una salida de aire conectada a la chimenea solar y una ventana.

Forjados y modulación constructiva

La modulación de los forjados encaja con el despiece del ladrillo, que sigue el módulo métrico castellano de 24 x 11,5 cm. La losa de hormigón, con vigas cada 50 cm, se construye sobre una pieza de hormigón en U a modo de encofrado perdido. La estructura nervada del forjado se plantea como trama direccional para la distribución repetitiva de las instalaciones de electricidad, iluminación y datos en las aulas. Además, el relieve de la superficie contribuye a mejorar la acústica. El sistema de calefacción y refrigeración del suelo se beneficia de la gran inercia térmica del conjunto formado por la estructura de muros de carga de ladrillo y forjados de hormigón armado.

Funcionamiento de la ventilación. Ver detalle 3D. Realización DSIGN CLOUD.

El aire de renovación entra a las aulas desde los patios a través de las ventanas de apertura automatizada. Los muros longitudinales alojan los conductos de extracción del aire viciado, que ascienden hasta la chimenea solar por donde tiene lugar su evacuación. En ausencia de viento o durante la noche, el movimiento es forzado por unos extractores dispuestos en los sombreros que coronan las chimeneas.

Foto: Adrià Goula. Planos de instalaciones. Ver pdf

La organización de las instalaciones encaja con la lógica constructiva de la modulación y la repetición presente en el edificio. El pasillo central sirve como distribuidor de todas las líneas de servicios, que se dejan a la vista para facilitar su acceso.

Foto: Adrià Goula

Fachadas de fábrica de ladrillo

El uso del ladrillo da unidad a la intervención y hace que la nueva construcción se integre con la existente de forma coherente y respetuosa. En los nuevos muros exteriores, de un grosor de dos pies, se ha utilizado un ladrillo macizo de vidrio que introduce una luz muy suave en el interior, generando una sutil trama reticular en fachada. Esto, unido a la variación del aparejo de la fábrica, alternando por zonas la colocación a soga o a testa, o utilizando piezas de distinto grosor en diferentes hiladas, da como resultado una fachada llena de delicadas modulaciones.

Fachada a la calle Europa. Ver pdf

Foto: Adrià Goula

Imágenes de la ejecución del muro de fachada, con las piezas de ladrillo macizo de vidrio atravesando todo su espesor.

Foto: Adrià Goula. Detalle del despiece de la fábrica en la esquina que forma la calle Europa con la calle Anglesola. Ver pdf

Fachada a la calle Anglesola. Ver pdf

A la fachada patrimonial se le superpone en la calle Anglesola un nivel más, construido con un ladrillo de vidrio de formato cuadrado, con armadura dispuesta en las juntas horizontales. La fachada sur queda rigidizada con unos pilares metálicos que recorren toda su altura.

Foto: Adrià Goula

Detalle constructivo del muro de fachada a la calle Anglesola y la fachada interior del edificio. Ver pdf

Foto: Adrià Goula

N. del E.: El texto en cursiva se ha elaborado a partir de las conversaciones mantenidas en mayo de 2019 por TECTÓNICA y los arquitectos autores del proyecto.