Viviendas sociales con diseño bioclimático en Madrid de TAAs arquitectos

En una zona de nuevo ensanche en el suroeste de Madrid, TAAs arquitectos, Javier + Alia García-Germán plantean un conjunto de viviendas organizadas en torno a tres plazas bien soleadas y conectadas por un graderío. Las viviendas aprovechan los vientos frescos del noreste, que soplan predominantemente en las noches de verano, para crear una red de espacios públicos interiores atemperados pasivamente que introducen el aire y la luz al interior del edificio.  

Fotografía: Imagen Subliminal (Miguel de Guzmán + Rocío Romero)

El texto que a continuación aparece en azul procede de una conversación entre Javier y Alia García-Germán, de TAAs arquitectos autores del proyecto, con Berta Blasco y José María Marzo, de Tectónica.

Tectónica: El proyecto de estas viviendas de VPO en Carabanchel se plantea de manera muy diferente a las propuestas habituales y las razones no resultan obvias ¿podríais comentarnos por qué planteasteis así el proyecto y la lógica de las soluciones constructivas utilizadas?

Javier García-Germán: En nuestra oficina estamos muy interesados en temas de clima desde hace años. Empezamos a desarrollar este interés en el ámbito académico. Llevo dando clases de Proyectos en la ETSAM, en la unidad docente de Iñaki Ábalos, desde 2010, y ahí empezamos a plantear el tema desde la perspectiva académica para más tarde aplicarlo de un modo muy directo al ejercicio de la profesión.

Fotografía: Imagen Subliminal (Miguel de Guzmán + Rocío Romero)

En el caso de las viviendas de Carabanchel, la solución está muy conectada a las condiciones climáticas que hay en Madrid. Analizamos qué ofrece el clima de Madrid para el verano y para el invierno, de manera que se pueda hacer unas viviendas sociales que maximicen esos parámetros. El interés que tiene nuestra aproximación es que, en lugar de definir un edificio desde el exterior, que es como en general operamos los arquitectos, comenzando con unos croquis generales que definen el aspecto que tendrían los volúmenes, etc., nosotros procedemos de otra manera. En el diseño bioclimático se parte de lo que necesita el cuerpo humano. En torno al cuerpo está la ropa y después están las paredes que protegen. Entonces, en lugar de empezar desde los volúmenes, se empieza desde la propia vivienda. ¿Qué necesita en invierno? En invierno necesita una buena orientación solar para poder captar el sol y calentar el interior. Y eso nos llevó, por ejemplo, a una solución muy interesante, y es que las paredes de bloque de hormigón que separan las terrazas del interior no llevan aislamiento, de modo que esa pared se pueda calentar y pueda meter el calor hacia la vivienda. El siguiente paso es ver cómo se diseña el volumen para que esa vivienda siempre tenga un buen soleamiento y eso lleva a la forma del edificio que hace que las fachadas norte tengan un mínimo impacto en el conjunto del edificio. Tiene tres alturas y luego tiene las torres; todas las viviendas de las torres tienen un buen soleamiento y únicamente en el basamento quedan unas pocas viviendas que sí dan a norte, pero es un porcentaje ínfimo dentro de las 159 viviendas del proyecto.

Fotografía: Imagen Subliminal (Miguel de Guzmán + Rocío Romero)

El proyecto se encuentra en una zona de nuevo ensanche en el suroeste de Madrid, junto a la autopista M-40. A pesar de ser un emplazamiento urbano, está ubicado junto a grandes vacíos urbanos —como el aeropuerto de Cuatro Vientos— que constituyen eficaces sumideros en la isla de calor urbano de la ciudad. Por otro lado está ubicado en una suave ladera que mira al sur, teniendo una muy buena orientación solar.

Alzado general oeste. Calle Corona. Ver PDF

Las grandes dimensiones del programa y del solar llevan a fragmentar el proyecto en dos piezas de tres plantas que, adaptándose al perímetro del solar y mirando al sur, configuran en su interior tres plazas bien soleadas situadas a cotas distintas y conectadas con un graderío. Estas plazas constituyen los accesos al edificio desde la calle. Sobre este basamento se colocan cuatro torres de 6 alturas que rematan el edificio y lo anclan a la ciudad.

Plano de situación y emplazamiento. Ver PDF

Como medida de ahorro en los costes de construcción, el cliente obliga a diseñar un edificio con una gran profundidad edificada. Para contrarrestar esta situación, se propone hacer una red de espacios públicos interiores que introduzcan el aire y la luz al interior del edificio. Esta red, compuesta por toberas, calles interiores y condensadores, tiene conexión directa a las plazas, conformando un conjunto de espacios públicos que aglutinará toda la interacción social de las viviendas. Para la ubicación de esta red de toberas y condensadores se han tenido en cuenta los vientos frescos del noreste que soplan en las noches de verano de Madrid. Se trata de un viento que sopla a una temperatura de 19-21ºc y que tiene la posibilidad de enfriar pasivamente el interior del edificio. Esta red de espacios ha sido diseñada paramétricamente —proceso de form-finding mediante simulaciones CFD— para asegurar su buen funcionamiento climático. (Memoria del proyecto)

Diagrama de vientos dominantes y circulación interior de aire a través de las "toberas de ventilación" y los "condensadores sociales" para regular la temperatura en el interior de las viviendas.

Y este mismo planteamiento se lleva también al verano. ¿Qué ofrece el clima de Madrid para que en verano se pueda ventilar? Hay unos estudios muy interesantes hechos por Transsolar, una empresa líder en ingeniería climática radicada en Múnich, que demostraban que Madrid podía ser una ciudad sin aire acondicionado siempre y cuando los edificios estuvieran bien orientados a unos vientos que vienen del noreste y que soplan entre las 5:30 y las 9:30 de la mañana. Aquí nos encontramos con el problema añadido de que la EMV (Empresa Municipal de la Vivienda) nos obligaba a hacer un edificio más profundo, un edificio que no es pasante y por lo tanto no tiene ventilación natural, lo que nos llevó a diseñar un sistema de corredores orientados al noreste, que en inglés llaman ‘Wind catchers’ y que nosotros llamamos toberas, que hacen que el viento, este aire fresco de madrugada, recorra los pasillos y pueda haber una ventilación en las viviendas que permita enfriarlas.

Al final, el enfriamiento de las viviendas es un poco más delicado porque entran temas de normativa, la relación entre el pasillo y el interior de la vivienda, pero la realidad es que todo el interior de los edificios, todos los espacios públicos sí que están acondicionados pasivamente en verano y en invierno. Esta era la motivación de por qué este proyecto se desarrolló de esa manera.

Fotografía: Imagen Subliminal (Miguel de Guzmán + Rocío Romero). "En planta baja hay un soportal muy amplio que tiene una doble altura, y donde está previsto colocar unas canastas, para que en los días de lluvia los niños puedan jugar. Además, hay soportales de una sola planta y algunas viviendas, también". TAAs arquitectos.

Sección general A, por uno de los "condensadores sociales" o espacios comunes de relación. Ver PDF

Planta del conjunto. Ver ampliada

T.: En este planteamiento, que me parece todo muy fundamentado, muy racional, cuando habláis de los condensadores, esos espacios de especial interés, ¿cómo se plantean? ¿Responden a una cuestión climática, o es más funcional o incluso social de organización de la comunidad de los vecinos del edificio?

J G-G: Esto también está conectado a nuestro entendimiento de la relación entre la arquitectura y el clima, que no tiene solo una cara de eficiencia energética, sino que tiene también una cara social. Al final, trabajar con el clima te permite buscar dentro de los edificios esos lugares en los que el confort puede generar situaciones agradables que fomenten encuentros sociales. Si tenemos esta corriente fresca que entra en el edificio, buscamos en qué lugares y en qué momentos se puede generar un espacio social donde la gente disfrute de esa sensación. Y también que, en invierno, esos grandes espacios puedan recibir un sol que los caliente y donde los vecinos se puedan reunir. Es buscar el lugar donde esas situaciones climáticas se pueden aprovechar y conectarlas muy bien con las circulaciones verticales del edificio para que realmente se convirtieran en unos lugares de interacción. Es decir, que los ascensores y las escaleras están colocados yuxtapuestos a los condensadores, ofreciendo la oportunidad de que uno que viva en la octava planta baje en ascensor al condensador y de ahí salga al patio. Está muy imbricado el funcionamiento climático con el funcionamiento social del edificio.

Fotografía: Imagen Subliminal (Miguel de Guzmán + Rocío Romero). Los espacios de relación o condensadores sociales, permiten la interacción entre los habitantes de las viviendas, además de formar parte del sistema de iluminación natural y regulación higrotérmica, basada en la circulación del aire procedente de los vientos dominantes en esta zona de Madrid, y que recorren interiormente los bloques de viviendas a través de las toberas, calles interiores y los citados condensadores.

Diagrama de regulación higrotérmica y movimiento del aire en el interior del condensador social.

T.: Y este control climático, especialmente a través de las toberas del corredor, ¿se controla manualmente o están siempre abiertas? ¿Hay alguna variación verano-invierno o por horas?

J. G-G.: Aquí hay una cosa que es importante, y es que este viento de Madrid puede enfriar el edificio, que está en torno a 19 grados, aunque con el efecto isla de calor está un poco más alto. Pero si la temperatura de ese aire está por encima de los 21 grados, no tiene la capacidad de enfriar la masa térmica del edificio. Hay previstos unos sensores que están programados para que cuando baja la temperatura del aire se abren las ventanas de las toberas; el sistema está automatizado. En Los condensadores y en las toberas también hay ventanas que las pueden abrir manualmente los vecinos, porque hace agradable fuera o porque se quieren comunicar con los que están en el exterior, pero hay otra parte que está automatizada para que pueda funcionar con este criterio de control climático y pueda enfriar el interior del edificio.

Fotografía: Imagen Subliminal (Miguel de Guzmán + Rocío Romero)

Sección general D por una de las toberas de ventilación. Ver PDF

Fotografía: Imagen Subliminal (Miguel de Guzmán + Rocío Romero). interior de una de las toberas de ventilación. En el sistema de regulación térmica pasiva es clave aprovechar la inercia del material para permitir el intercambio térmico: absorción o cesión de calor. Por ello se utiliza el bloque de hormigón sin aislamiento en ciertas partes del edificio.

T.: A nivel de complejidad técnica o de costo, ¿es importante esa incorporación de tecnología o de sistemas al conjunto de la obra?

J. G-G.: No, es poco; no tiene una incidencia importante en el presupuesto global. Nos preguntan mucho cómo hemos logrado generar esos espacios públicos en un edificio social, y al final cuando tienes muchos metros cuadrados –la edificabilidad de este edificio eran 22.000 m2–, perder un 0,5% de la superficie edificable por generar unos espacios que socialmente tiene interés, creo que está justificado. Y este razonamiento se puede extrapolar a la automatización.

Fotografía: Imagen Subliminal (Miguel de Guzmán + Rocío Romero)

T.: Y para conseguir esta ventilación cruzada que lográis a través del corredor, ¿hay algún tipo de rejillas interiores, entre los corredores y la vivienda, para hacer esa ventilación forzada?

J. G-G.: Esto es algo que la EMV no ha querido implementar. En el proyecto de ejecución teníamos previsto, junto a la puerta principal de la vivienda, que se ve en las plantas que en vez de tener un pequeño corta-aires y un pasillo, tiene un hall de una dimensión generosa, entre 7 y 11 m2, abrir una ventana, con la misma dimensión que la puerta principal, con una reja por fuera que se pudiera abrir. Pero al ser un edificio de alquiler, al promotor le preocupaba los olores y esta solución no se materializó.

Fue un trabajo muy intenso, porque nos preocupamos mucho de que todas las viviendas se pudieran ventilar. Trabajamos con una oficina de Londres, que se llama AtmosLab, con la que estudiamos cómo se colocaban las toberas dentro del conjunto del edificio, para que se lograra que casi todas las viviendas pudieran tener ventilación cruzada. Se hicieron unos estudios bastante serios y simulaciones con distintos escenarios con una colocación distinta de toberas, y al final se eligió la configuración de toberas que permitía que casi todas las viviendas pudieran tener ese caudal de aire que las ventilara.

Al final, hemos dejado prevista la opción de implementar la ventilación, pero no está ejecutada. 

Diagrama de funcionamiento de cesión de calor en una vivienda al atravesar el aire fresco nocturno en verano.

T.: Ya ha pasado un verano desde que el edificio fue ocupado, ¿qué tal funciona sin esa ventilación de las viviendas, pero sí con el sistema de refrescamiento de los espacios comunes?

J. G-G.: El único benchmark que tenemos es el de los consumos de energía y el edificio funciona muy bien. De hecho, hay una anécdota interesante porque muy cerca del edificio hay otro proyecto, el primer edificio passivhaus que hacía la EMV, que tiene un ahorro energético importante por los temas de estanqueidad del passive. Cuando nosotros pasamos a la EMV los consumos teóricos del nuestro edificio, nos dijeron que estaban mal, que no podían ser, porque el edificio passivhaus consumía un 30% más. Hubo que contratar a otra ingeniería para que hiciera otra simulación energética y les salía lo mismo. Al final es que nuestro edificio, la forma que tiene está diseñada para que capte mejor el sol…, tiene un diseño termodinámico de raíz, frente a la estrategia passivhaus en la que las medidas energéticas se centran principalmente en aumentar en la envolvente el aislamiento térmico, pero las ventanas son pequeñas, por ejemplo. Al final, el comportamiento energético de nuestro edificio es muy bueno. Y si hubieran aceptado el enfriamiento pasivo de las viviendas, el rendimiento hubiera sido incluso mejor.

Fotografía: Imagen Subliminal (Miguel de Guzmán + Rocío Romero)

T.: Y a nivel de materialización del edificio, el elegir un sistema de paneles prefabricados de hormigón, suponemos que está relacionado también con el sistema de comportamiento pasivo.

J. G-G.: Exactamente. Toda la materialidad del edificio está pensada de acuerdo con las estrategias climáticas. Cuando hablas de clima, el espacio y la materia están entrelazados para lograr un comportamiento climático concreto. En Madrid, viene muy bien la inercia térmica tanto en verano como en invierno. Por ejemplo, la decisión de construir los pasillos con bloque de hormigón sin revestir está conectado al hecho de que el bloque de hormigón tiene una inercia térmica alta y al no poner el yeso tiene más capacidad de enfriarse y de calentarse.

T.: Es un planteamiento arriesgado, pero muchas veces lo lógico y sensato va contra las convenciones. Por ejemplo, un muro sin aislamiento que sirve como captador de calor es una idea que en Alemania o en Centroeuropa podría verse como una aberración, pero aquí tiene sentido. Está muy bien esta transgresión, ¿habéis tenido algún problema con la normativa al proponer estas soluciones?

J. G-G.: Cuando se consiguió la licencia, el Código Técnico en vigor era el de antes de su modificación en 2019, el CTE DB HE te obligaba a incluir aislamiento térmico para cumplir con las expectativas, pero también permitía adoptar soluciones alternativas si demostrabas que mejoraban el rendimiento y nosotros nos agarramos a ello.

Diagrama de funcionamiento de la cesión del calor procedente de la radiación solar cumulada en el muro de bloque de la terraza. Al no tener aislamiento el calor se transmite al interior y complementa el sistema de calefacción por suelo radiante (Uponor)

T.: ¿Y ahora ya no se permite eso con el cambio en la normativa?

J.G-G.: Ahora la normativa es mucho más sofisticada en cuanto al comportamiento energético. La licencia de este proyecto está tramitada en 2018, bajo la versión anterior que permitía ese resquicio.

T.: De hecho, como está comprobado, la solución optimiza el comportamiento frente a otras, como la de Passivhaus.

J. G-G.: Al final, el modelo Passivhaus está pensado para latitudes septentrionales y, realmente, el clima mediterráneo se considera subtropical. En las latitudes subtropicales y tropicales, el clima exterior ofrece mucho más de lo que logras si te cierras en el edificio, te aislas muy bien y tienes una maquinaria muy eficiente. Hemos defendido esta postura durante muchos años. Recuerdo debatir sobre esto con el anterior Director general de Arquitectura y conseguir una ayuda para un proyecto de investigación con la tesis de que la arquitectura vernácula española ofrece muchos recursos climáticos que se están descartando y son los que funcionan en nuestras latitudes, frente al modelo Passivhaus, que es el que se ha homologado como equiparable al CTE DB HE que no está adaptado a nuestra climatología. Es la metáfora del frigorífico, de un edificio con mucho aislamiento térmico con una máquina que gasta muy poquito, cuando en nuestra latitud es posible entender el edificio como un sistema termodinámico abierto que está continuamente interactuando con el exterior, consiguiendo lo mejor en verano y lo mejor en invierno. Obviamente en determinadas situaciones si conviene aislarse, pero no siempre.

Fotografía: Imagen Subliminal (Miguel de Guzmán + Rocío Romero)

Planta torre edificio sur. Nivel 4. Ver PDF

El edificio se construye con la cultura material de los caliches, las areniscas y las calizas de los páramos del sur de Madrid. Esto lleva a diseñar un edificio monolítico y masivo que se construye con unos paneles prefabricados de hormigón montados en seco de los áridos grisáceos de las estepas al sur del río Tajo. Estos mismos materiales componen el bloque de hormigón que arma su planta baja y la red de toberas, corredores y condensadores interiores. La sinceridad de los materiales se ve reforzada por el interés en su conservación, disponiendo los paneles de hormigón de una pequeña ménsula que contribuye a su limpieza y mantenimiento.

Estos mismos materiales componen las fábricas de bloque de hormigón que arma la red de toberas, calles interiores y condensadores. Su inercia térmica expuesta garantiza tanto su enfriamiento nocturno en verano, como su calentamiento pasivo durante los meses de invierno. De este modo se construyen unos interiores constructivamente austeros, pero atemperados pasivamente, generando unos espacios de trabajo agradables, intensos y saludables para una ocupación abierta a las necesidades de sus usuarios. (Memoria del proyecto)

Fotografía: Imagen Subliminal (Miguel de Guzmán + Rocío Romero). La fachada se monta en seco, con paneles prefabricados de hormigón (Indagsa) que cuentan con un pequeño voladizo en su parte superior y del que los autores dicen: "en realidad, es un vierteaguas un poco exagerado, para darle expresión a la fachada, y que no deja de ser un sistema que aumenta la durabilidad y facilita el mantenimiento del edificio"

T.: Otro elemento que tiene una componente de funcionamiento térmico son las terrazas que unas veces son alargadas, como una galería, y otras pueden funcionar como un jardín de invierno, ¿es así?

J. G-G.: Es así. Esas viviendas que al principio comentamos que se orientaban a norte, tienen ese colchón térmico, como una galería cerrada. La gente que ha estudiado en profundidad este tipo de dispositivos, como el suizo Sascha Roesler, ha llegado a la conclusión de que tener una galería al norte puede ser más beneficioso que un invernadero al sur, en latitudes suizas, porque parece ser que ahorras más en pérdidas cuando generas un colchón térmico a norte, que a las ganancias por captación de radiación solar con una galería a sur.

T.: Tendríamos que ver cómo funciona eso en España, donde el sol es diferente al de Suiza. Pero tener ambas soluciones permite ganar sol por el sur y ahorrar energía por el norte. Además, la relación con el exterior varía según la orientación, lo cual es muy enriquecedor.

J. G-G.: La riqueza del proyecto viene en parte por la geometría que tiene el edificio y también porque como está trufado por las toberas, los condensadores… hay una solución tipo y al adaptarse a las singularidades de su situación dentro del bloque, surgen opciones, todas con el mismo principio, pero depende del lugar del edificio en donde se implementen, funciona de una manera o de otra

T.: A nivel tipológico, plantea una línea de estudio y desarrollo interesante. ¿Tenéis proyectos similares en marcha?

J.G-G: Hemos participado en varios concursos de vivienda social, pero por ahora no hemos ganado ninguno. Los proyectos que hacemos suelen seguir una línea similar. En este momento estamos rehabilitando dos edificios, uno en Madrid y otro en Málaga, ambos de un mismo propietario y con programas parecidos; son dos edificios decimonónicos, con patio, y se está trabajando los interiores, perforando… se sigue el mismo punto de vista.

Paneles prefabricados de hormigón en fachada. Sistema de ventilación por lamas de vidrio. Exutorio. Secciones constructivas.