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La Casa Uruguaya es el proyecto más sostenible del SDLAC 2015

Sostenibilidad conceptos clave

El término sostenibilidad en ecología está referido a los sistemas biológicos y procesos

que pueden conservar la productividad y la diversidad al mismo tiempo. Está también

conectado a la política, a la economía a la cultura y a la sociedad. La sostenibilidad también

procura el desarrollo humano manteniendo los sistemas naturales para proveer recursos para

los habitantes del planeta.

En las últimas décadas hemos sido testigos de la destrucción del medioambiente,

aumento de la pobreza y la vulnerabilidad, asociado además a la escasez de recursos y

polución del planeta.

Como equipo, La Casa Uruguaya está preocupado con esta situación crítica y

planeamos mejorar desde nuestro humilde lugar, la continuidad del desarrollo humano, con

mejores elecciones que impacten positivamente su entorno sin generar degradación

medioambiental y sin generar desigualdades socioeconómicas y comprometiéndose con la

sostenibilidad del planeta para las futuras generaciones.

A continuación, el lector podrá identificar los diversos aspectos que justifican la

aseveración de que La Casa Uruguaya es el proyecto más sostenible.

La Madera

La madera como material fundamental de construcción de nuestro prototipo ya es una

muestra del sentido pragmático de este equipo de trabajo ya que son muchas las ventajas que

nos ofrece este material y nuestro país cuenta con producción de maderas de excelente calidad

con empresas forestales que vienen mejorando constantemente los bosques y los procesos.

A diferencia de otros materiales de construcción en donde es necesario aportes de energía

importantes en sus procesos de fabricación, la madera crece gracias al sol, y en ese proceso

de crecimiento logra eliminar del ambiente gases de efecto invernadero (CO2) y libera al

ambiente gases fundamentales para la vida como el Oxígeno. Además en todo el proceso de

producción de la madera, los residuos de la misma se utilizan para generar energía eléctrica

que alimenta las industrias dedicadas al proceso de la madera y además a ciudades enteras.

La madera es sostenible

La educación

De nada sirve utilizar recursos materiales de ningún tipo si estos no van acompañados

de la educación. Nuestro proyecto es más que una casa, estamos convencidos que la

instalación de un sencillo sistema de inteligencia artificial que mantenga al usuario informado

sobre los parámetros más importantes del funcionamiento de su casa y que además demande

del mismo cierto grado de atención, es clave para recuperar las buenas prácticas de nuestros

abuelos de abrir y cerrar las ventanas para proveer de ventilación natural, de no encender la luz

cuando no es necesario, y de no permitir el ingreso del sol en el verano mediante cerrar

postigos o cerrar las cortinas. La educación en el manejo de la energía de la casa es clave para

sensibilizar al usuario sobre el uso de la energía, la racionalización de la misma sin que esto

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signifique perder confort y para que este, pueda aplicar estos conocimientos adquiridos de

manera significativa en otros ámbitos fuera de la casa. Lograr que la casa colabore en la

educación de la gente para que tenga buenas prácticas del manejo de energía es en sí mismo

un círculo virtuoso.

La educación, también es sostenible.

La inclusión social

Si una casa puede incluir o no socialmente a las personas, es quizá el argumento más

polémico, desde el equipo de L.C.U. estamos convencidos de que sí. En primer lugar, la

incorporación de tecnología de última generación al alcance de las clases más necesitadas ya

tiene antecedentes en nuestro país y está dando excelentes resultados, el programa Ceibal

(one laptop per child) ha logrado incluir socialmente a las clases más necesitadas, la sola

posibilidad de la colocación de un sistema completo de generación de energía en una vivienda

de interés social impacta positivamente a un sector de la población permitiéndole acceder a un

ahorro de energía que le mejora notablemente la relación Salario/Calidad de vida. De esta

manera la construcción de conjuntos habitacionales con los preceptos de La Casa Uruguaya

genera posibilidades insospechadas y mejora la calidad de vida.

La inclusión social también es sostenible.

Bioclimática

Las estrategias bioclimáticas son una clave muy importantes para una casa que tenga

intenciones de ser sostenible, no podríamos hablar de sostenibilidad sin hablar de bioclimática.

Conocer el clima donde se va a construir una casa es fundamental para que la misma tenga

éxito en el manejo consiente de la energía.

Una casa bioclimática es aquella está diseñada para aprovechar al máximo los fenómenos

naturales, régimen de vientos, asoleamiento, clima del lugar etc. Al usar este diseño inteligente

se reducen costos de energía mucho antes de que se construya la casa.

La arquitectura bioclimática también es sostenible.

Energía solar

Todas las casas necesitan de la energía para poder funcionar adecuadamente y

mantener los parámetros de confort. En aquellos casos donde la generación propia de energía

sea viable, sin dudas es un buen negocio para la sostenibilidad. Ya se acabaron los años en los

que era necesaria más energía para producir un panel que la que este proporciona su vida útil.

En estos días esa realidad ha cambiado y La Casa Uruguaya genera toda su energía y esta

proviene del sol, una fuente renovable, limpia e inagotable.

La energía Solar es sostenible.

Eficiencia Energética

La eficiencia energética consiste en lograr el mismo resultado de confort pero utilizando

menos cantidad de energía, más por menos, más confort con menos uso de energía, más casa

por menos recursos no renovables, mas casa, más inteligente, más amigable, con menos

recursos materiales.

La eficiencia energética es sostenible.

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Bajando la lupa a la sostenibilidad.

En términos de concepción arquitectónica nuestra propuesta urbana tiene la intención de

proveer una amplia gama de usos, haciendo que sea más fácil para los residentes acceder a

los servicios, mejorando la movilidad con bicicletas, reduciendo la contaminación del transporte

motorizado, y promoviendo la inclusión social en los espacios públicos. Planeamos lograr la

sustentabilidad con las siguientes estrategias.

- Energías Renovables: Mediante el uso de sistemas fotovoltaicos obtendremos toda la energía

necesaria para la casa logrando de esta manera el aprovechamiento de los recursos naturales

y la reducción de los gases de efecto invernadero.

- Manejo de los residuos: Instalación de un sistema de clasificación de basura con diferentes

contenedores para clasificar todo tipo de desechos y generación de centros de reciclaje.

- Materiales de bajo impacto: Para evitar emisiones dañinas y para ser amigables con el medio

ambiente durante todo el ciclo de vida, las paredes de la casa son de paneles de madera

laminada con un alma de aislamiento térmico para evitar ganancias térmicas. Materiales

económicos de cambio de fase permitirán incluir inercia térmica para balancear la temperatura

en el interior de la casa

- Microclima: Una pérgola vertical exterior crea un espacio extra de 40 cm de ancho para crear

una cámara de aire donde el calor de las ganancias solares pueda ser disipado reduciendo el

calentamiento.

- Control de energía: Información de la demanda de energía mediante una tablet con un

consumo estrictamente necesario. Controles periódicos de humedad, temperatura y

condiciones atmosféricas nos llevaran a un menor consumo de energía.

-Las bicicletas son los nuevos automóviles: Sendas especiales para ciclistas para incentivar el

uso de las bicicletas que reducen gases producidos por el transporte purifican el aire y mejoran

nuestra calidad de vida mediante el ejercicio.

- Uso del agua de lluvia y espacios verdes: Menor flujo séptico hacia depósitos o plantas de

tratamiento, menor uso de energía y productos químicos recuperación de nutrientes. Mejora de

la calidad de vida de las personas que viven en la urbanización, contacto con la naturaleza y

más actividades al aire libre, mejora de las relaciones humanas

Estrategias bioclimáticas

La aplicación de los conceptos de arquitectura bioclimática no es en sí una innovación técnica,

pero el diseño del prototipo usando estas herramientas, nos guía a una estrategia adecuada

para la ubicación propuesto por la competición. Tomando los datos climáticos de Santiago de

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Cali, se realizó un gráfico bioclimático utilizando el software gratuito de análisis de laboratorio

BIO de la Eficiencia Energética en Edificios. La gráfica bioclimática se basa en datos

estadísticos de las diferentes condiciones climáticas de las ciudades, generando una tabla de

datos que ha sido traducida en estrategias pasivas adecuadas para cada ciudad.

Durante todo el proceso las estrategias pasivas predominan sobre las activas para lograr la

reducción del consumo de energía al mínimo. ya que esta estrategia es más sostenible que la

producción de energía en sí misma, incluso cuando esta proviene de fuentes renovables.

También es importante definir un proceso basado en una huella de carbono mínima reduciendo

las emisiones de gases de efecto invernadero responsables del cambio climático.

Estrategias Pasivas

Luego de haber estudiado la carta bioclimática de Santiago de Cali, el proyecto hará foco en los

siguientes pilares:

● Fachada doble

● Envolvente exterior con alta aislación térmica

● Ventilación

● Orientación adecuada

● Inercia térmica (materiales de cambio de fase económicos)

● Rotura de puentes térmicos

● reutilización del agua de lluvia

● Sistema de enfriamiento del techo por radiación nocturna

La envolvente de la casa está hecha de paneles de madera, que en el interior tienen lana de

vidrio como aislante, que reduce las pérdidas de calor entre el interior y el exterior. También la

estanqueidad está asegurada por éstos paneles que están perfectamente sellados y no crean

puentes térmicos. De esta manera se puede construir una casa en la zona tropical, pero

también simplemente cambiando la orientación y la segunda piel se puede adaptar el modelo al

clima uruguayo.

La casa cuenta con grandes ventanas y puertas orientados al sur, cubiertas por el alero que

produce la cubierta reduciendo la incidencia solar, pero permitiendo la iluminación natural.

También hay dos ventanas verticales, orientadas al este y al oeste que están protegidos por la

pérgola vertical, pero permiten la iluminación del pasillo. También hay tres ventanas en cada

habitación en el norte, que tienen persianas, y están protegidas por la pérgola vertical que tiene

partes móviles para permitir el ingreso de luz a las habitaciones. De esta manera, la luz natural

entra pero no la radiación de calor y el sol.

El agua caliente se generará a partir del calor recuperado de la bomba de calor (equipo

externo). El Equipo será altamente eficiente y además de sus propiedades capturara el calor

emitido por la bomba de calor generando el agua caliente. Por lo tanto el tanque se calentará

con energía recuperada. Cuando la casa está en condiciones óptimas y no necesita

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acondicionado artificial, el agua también se calienta con este sistema ya que consume menos

energía que el uso de una resistencia.

El sistema de refrigeración del techo funcionará con radiación nocturna. El intercambio de

radiación se produce cuando dos objetos separados tienen diferentes temperaturas y la más

caliente transfiere calor a la otra hasta lograr la nivelación de la temperatura de ambos objetos.

La superficie horizontal apunta hacia el espacio exterior que está a una temperatura muy baja,

por lo que una diferencia de 4 a 5 grados menor que la temperatura de las superficies

verticales. El sistema almacenará "el frío", producido por la radiación noche en un depósito

interno incorporado en el techo, tenemos la intención de incorporar la Materiales de cambio de

fase distribuidos estratégicamente.

Estar más cerca del Ecuador convierte a la insolación sol en un gran reto, tenemos que

conseguir lo mejor de ella en términos de iluminación natural y la energía solar, pero también

es imprescindible protegerse de la insolación directa del sol y las altas temperaturas.

Hay una pérgola vertical que rodea los tres lados de la casa (norte, oeste y este) separada 40

cm de estos, lo que genera un microclima y permite la ventilación de aire, reduciendo a su vez

el calor interno de la casa y de esta manera reduciendo además el efecto isla de calor urbano.

Materiales seleccionados

Hemos decidido que nuestro principal material de construcción sería la madera. En

Uruguay, hay muchas empresas que producen madera certificada. Algunas de estas empresas

son: Weyerhaeuser y Urufor. Madera de Weyerhaeuser está certificada por: Servicio de

Evaluación de la CPI bajo su innovador Programa SAVE. Los productos de URUFOR están

certificados por FSC.

Equipos

Hoy en día hay una tendencia de utilizar electrodomésticos más eficientes con el fin de

reducir el consumo de energía y las emisiones de CO2. Para lograr este objetivo, los aparatos

deben tener una calificación "A". En nuestro proyecto, hemos decidido usar electrodomésticos

eficientes

Iluminación

Las nuevas tecnologías en términos de iluminación artificial han ayudado a reducir el

costo del consumo de energía. Nuestro proyecto utiliza exclusivamente iluminación LED, que

tiene un menor consumo de energía, una vida más larga y mejor rendimiento con los sistemas

fotovoltaicos.

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La Casa Uruguaya is the most sustainable project in SDLAC2015

Sustainable core concepts

The term sustainability in ecology is referred to the biological systems and processes that can conserve the productivity and diversity through time. It is also connected to politics, economics and culture. Sustainability also seeks for the human development, maintaining the natural systems to provide resources to the human beings. In the last decades, we have witnessed growing environmental destruction, increased poverty and vulnerability, associated to the demand on scarce resources and pollution resulting from the lifestyles of the richest populations and the pressure that poor populations have over their environment to survive. We need to raise the following question: Can we continue to use the natural resources as we have done so far? And we probably know the answer. As a team, La Casa Uruguaya is concerned about this critical situation and we plan, from our humble place, to ensure continuity of human development, with increasing choices that positively impact their welfare without generating environmental degradation and socioeconomic inequalities and compromising the sustainability of the planet for future generations. From now, the reader can understand our statement La Casa Uruguaya is the most sustainable

project.

Wood

Wood as basic building material of our prototype is already a sign of pragmatic sense of

this team because there are many advantages offered by this material and our country has

timber production of excellent quality with forestry companies are improving constantly forests

and processes.

Unlike other building materials where necessary contributions of important energy in their

manufacturing processes, wood grows from the sun, and in the process of growth can eliminate

from the atmosphere greenhouse gas (CO2) and releases the gas environment fundamental to

life as oxygen. Also in the process of timber production, the residues thereof are used to

generate electrical energy that powers the industries involved in wood processing and also

entire cities.

Wood is sustainable

Education

It is useless to use material resources of any kind if they are not accompanied by

education. Our project is more than a house, we are convinced that the installation of a simple

artificial intelligence system that keeps the user informed about the most important operating

parameters of your home and also demand the same degree of attention it is key to regaining

the good practices of our ancestors to open and close windows to provide natural ventilation,

turning off the light when not needed, and not to allow the entry of sun in the summer by closing

blinds or close the curtains. Education in the management of household energy is key to alert

the user to the use of energy, rationalizing it without implying lose comfort and for this, you can

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apply this knowledge acquired significantly in other areas outside the house. Getting the house

collaborate in educating people to have good energy management practices is itself a virtuous

circle.

Education is also sustainable.

Social inclusion

If a home can socially include people or not, it is perhaps the most controversial

argument, to LCU team this is true, it can, and we are convinced that together. First,

incorporating the latest technology available to the people have a recent history in our country

and is producing excellent results, the Ceibal (one laptop per child) program achieved social

inclusion of the most needy classes, the single possibility of placing an entire power generation

system in a social housing sector positively impacts encouraging people to access the energy

savings that greatly improves Salary / Quality of life relationship. Thus building urban complexes

with the precepts of La Casa Uruguaya creates unexpected possibilities and improves quality of

life.

Social inclusion is also sustainable.

Bioclimatics

Bioclimatic strategies are a very important key to a house that has intentions to be

sustainable, we could not talk about sustainability without talking about bioclimatics. Knowing

the climate where you are going to build a house is essential for it to be successful in managing

energy.

A bioclimatic house is that, that is designed to maximize natural phenomena, wind patterns,

sunlight, local climate etc. By using this intelligent design we reduce energy costs long before

the house is built.

Bioclimatic architecture is also sustainable.

Solar energy

All homes need energy to run properly and maintain comfort parameters. In cases where

own power generation is possible, undoubtedly it is good business for sustainability. The years

when more energy was required to produce a panel that the energy provided during his life has

gone away. These days that reality has changed and La Casa Uruguaya generates all its

energy from the sun and is a renewable, clean and inexhaustible source.

Solar energy is sustainable.

Energy Efficiency

Energy efficiency is to achieve the same result comfort but using less energy, more for less,

more comfort with less energy use, more home for less, smarter, friendlier, with less non-

renewable resources.

Energy efficiency is sustainable.

In short, the use of wood, education, social inclusion, bioclimatic architecture, solar energy and

energy efficiency are themselves closely linked to the sustainability concepts. The challenge is

to coordinate efforts and build the house.

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Lowering the magnifying glass to sustainability.

In terms of architectural conception, our urban proposal has the intention of providing wide variety of uses, making it easier for residents to access services, improving mobility by bikes, reducing the contamination of motorized transport and promoting social cohesion, through public spaces. We plan to achieve sustainability through these strategies:

- Renewable energy: through the use of photovoltaic systems, permits to obtain energy from

natural resources. It leads to the reduction of the energy consumed, and CO2 emission.

- Waste management: different containers to classify all kind of waste and recycling centers.

- Low impact materials: to avoid damaging emissions, environmentally friendly throughout their

whole life cycle. The walls of the building are composed of thick layers of insulating material to

avoid heat losses. Innovative phase change materials are incorporated to balance the

temperature waiving inside the house.

- Microclimate: external vertical pergola creates an extra space of 40 cm wide creating an air

chamber where heat from solar gains can be exhausted, reducing heating.

- Control of energy: knowledge of the energy demand through a tablet inside each dwelling,

spending only strictly necessary. Periodic control of humidity, temperature and atmospheric

conditions leads to expend lower energy.

- Bikes are the new cars: new bike roads in order to encourage their use and reduce fumes from

transport, purifying the air and improving our lifestyle by physical exercise.

- Rain water use: less flow to septic tanks or treatment plants use, lower use of energy and

chemicals products. Recovery of nutrients.

- Green spaces: improve the quality of life of the people living in the urbanization, contact with

nature and more outdoor activities, improving social bonding.

Bioclimatic Strategies

The application of concepts of bioclimatic architecture is not itself a technical innovation, the

design of the prototype using these tools, guides us to an appropriate strategy for the proposed

location for the solar village. Taking climate data of Santiago de Cali, we performed a bioclimatic

chart using the free software Analysis Laboratory BIO from the Energy Efficiency in Buildings.

The bioclimatic chart table has been translated into passive strategies appropriate for each city.

Throughout the whole process, passive strategies prevail over the active ones, in order to

reduce energy consumption to a minimum, as a more sustainable strategy than energy

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production itself, even though it is coming from renewable sources. Also, it is important to define

a process based on a minimum carbon footprint by measuring the direct emissions of gases that

cause climate change into the atmosphere.

Passive strategies

In order to create homes with a low energy demand and a maximum thermal comfort, we will

create our Passive House Project supported on the results given by the bioclimatic chart of

Santiago de Cali. According to the results, we decided to focus on the following pillars:

● Double skin façade

● Exterior building elements with high thermal insulation

● Airtightness

● Proper house orientation

● Thermal inertia (Economic Phase Changing Materials)

● Absence of thermal bridges

● Rainwater harvesting

● Roof cooling system with nocturnal radiation

The house’s envelope is made out of wood panels, which inside has spun glass as insulation,

which does not allow high losses from the temperature inside and the heat to enter. Also the air

tightness is ensured by these panel that are perfectly shield and do not create thermal bridges.

This way we can construct a house for the tropical zone, but also we can change orientation

and second skin to adapt the model to Uruguayan climate.

The house has big windows and doors at south, covered by the eave that produces the cover

where there is less sun incidence but permits natural lighting. There are also two vertical

windows, oriented east and west that are protected by the vertical pergola but allow lighting to

the hallway. There are also three windows in each bedroom at north, which have blinds, and are

protected by the vertical pergola that has moveable parts to allow light income to the rooms. In

this way, natural light comes in but no heat and sun radiation.

The hot water will come out of the heat recovered from the heat pump (external equipment).

Equipment of highly efficient artificial conditioning that in addition to its properties, will capture

the heat emitted from the heat pump, making hot water. Therefore the tank is to be heated with

energy recovered. When the house is in optimum conditions and does not need artificial

conditioning, water is also warmed with this system because it consumes less energy than

using a resistor.

The roof cooling system will function with nocturnal radiation. The radiation exchange occurs

when two separate objects have different temperatures and the hottest one transfer’s heat to

the other one, leveling both objects original temperatures.

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Horizontal ceilings radiation aims to outer space which is at a very low temperature, making a

difference of 4 to 5 degrees lower than the temperature of the vertical surfaces. The system will

store “cold” produced by nigth radiation in an inner deposit incorporated on the roof, there, we

plan to incorporate Economic Phase Change Materials strategically distributed.

Being closer to the Equator makes the sun insolation a big challenge, we need to get the best of

it in terms of natural lighting and solar energy, but it is also important to shelter from direct sun

insolation and high temperatures.

There is a vertical pergola surrounding three sides of the house (north, west, and east)

separated 40cm, which generates a microclimate and allows the ventilation of air, reducing the

internal heat of the house and in this way reduce the urban heat island effect. We expect for

vertical slow air motion behind the pergola that will exhaust the hot air.

Materials selection

We decided that our main building material would be wood. In Uruguay, there are many

companies that have certified wood. Some of these companies are: Weyerhaeuser and Urufor.

Weyerhaeuser’s wood is certified by: ICC Evaluation Service under its innovative SAVE

Program. URUFOR’s products are certified by FSC®.

Equipment

Nowadays there is a tendency of using more efficient house appliances in order to

reduce the energy consumption and the CO2 emissions. To achieve this goal, the appliances

should be “A” rated. In our project, we have decided to use efficient appliances

Lighting

The new technologies in terms of artificial lighting have helped in reducing the cost of

energy consumption. Our project has LED lighting, which have less energy consumption, longer

life and better performance with photovoltaic systems.