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Estrategias energéticamente sostenibles en el diseño de hospitales
Palabras Clave: Energía, Sostenibilidad , Arquitectura sanitaria
AUTOR/es
Jordi Paris
Arquitecto
Felipe Pich-Aguilera Arquitecto
Pich Aguilera Arquitectes S.L. España
[email protected]
[email protected]
ABSTRACT
Energy sustainable strategies in Hospital Design
In the global conscience of the urgency to take measures to improve the efficiency in the
production and use of the Energy, we argue that Architecture and Engineering have an important
role to play. Our aim is to contribute in a proactive way to improve the operation of buildings from
its design to its operation and maintenance
The Hospital Architecture has a particular typology because of its complexity , intensive use of
Energy and urban singularity,
The kind of sustainable strategies are diverse and multiple
-Passive strategies in the design, thermal inertia, natural ventilation, bioclimatic roofs,
-Efficient construction methods, materials recycling,
-Zonification of climatic conditions
-Optimization of resources ,grey waters reuse, radiant ceiling, efficient equipments.
-Efficient equipment in energy production centrals, geothermy, cogeneration,
-Building Management systems and energy strategies in energy use.
We present an example of sustainable design of the New Teaching Hospital of Reus where
Architecture and Engineering have united their effort in common objectives .
Estrategias mediambientales en el nuevo Hospital de Reus
Palabras Clave: Energía – Medio Ambiente – Arquitectura Hospitalaria
AUTORES
Nombre
Felipe
Jordi
Apellido
Titulación
Pich-Aguilera Baurier Doctor Arquitecto
París Romia
Arquitecto
Cargo
Titular
Arquitecto responsable
de proyectos
A partir de nuestro recorrido como arquitectos con una trayectoria de investigación en el ámbito de la
edificación sostenible queremos compartir la experiencia adquirida a nivel de eficiencia energética en
el diseño del Nou Hospital Universitari Sant Joan de Reus, un proyecto hospitalario de gran escala
donde se han aplicado estrategias que permiten reducir las emisiones y los consumos con una
integración de la arquitectura con otras disciplinas tradicionalmente más vinculadas a la ingeniería.
En un contexto marcado por la toma de conciencia global de la urgencia de replantear nuestra
relación con la producción y uso de las energías, entendemos que la ingeniería y la arquitectura
tienen un papel fundamental.
Desde nuestro punto de vista como arquitectos, y con la experiencia de nuestra colaboración con la
Ingeniería Enginya, hablaremos de nuestra experiencia en el Hospital de Reus, edificio que está
siendo construido por la UTE Dragados-Abantia y proyectado conjuntamente con el despacho CoreaMoran Arquitectura.
Nuestra trayectoria profesional como arquitectos está marcada desde hace tiempo por unas
inquietudes consistentes en vincular el proceso edificatorio con las demandas de la sociedad actual, y
en ajustar los modos de producción de los edificios a las nuevas realidades.
Esto se traduce en unas líneas de trabajo podemos concretar en los siguientes ámbitos: ‘Industria’,
‘Atmósferas’ y ‘Territorios’.
Sólo a modo anunciatorio, ‘Industria’ trata de la voluntad de vincular la edificación a los nuevos
procesos de producción contemporáneos, ‘Atmósferas’ es la concepción del edificio como
envolvente que interactúa con el entorno para obtener su propio clima interior, y ‘Territorios’ se trata
de la concepción de la arquitectura cómo un contenedor de nuevas naturalezas, un nuevo territorio
artificial.
Estos tres vectores, que se cruzan e interactúan, tienen en común en menor o mayor medida una
relación con el tema que nos ocupa: la arquitectura energéticamente sostenible.
Esta conferencia pretende explicar la confrontación de estas inquietudes con una tipología concreta:
la arquitectura hospitalaria.
La arquitectura hospitalaria, especialmente los grandes hospitales, es una tipología edificatoria que
por sus particularidades funcionales, sus usos múltiples y simultáneos, su elevada complejidad, la
gran cantidad de energía utilizada para su construcción y funcionamiento y en muchos casos la
singularidad urbana y el carácter de edificio referencial, se convierte en una tipología donde la
concepción energética se reviste de una importancia fundamental.
Las estrategias de ahorro, que agruparemos en los tres apartados 'Industria', 'Atmósferas' y
'Territorios' citados anteriormente, operan mediante la reducción de la demanda (tanto durante la
construcción como en el funcionamiento del edificio), y mediante una reducción del consumo, ya sea
reduciendo el tiempo de funcionamiento mediante una gestión inteligente o reduciendo la potencia
con sistemas eficientes.
Indústria
La colaboración con la industria y la optimización de los procesos industriales en el sector de la
construcción y la ingeniería, apostando por los sistemas eficientes y el montaje de componentes,
permite conseguir una reducción de los materiales utilizados, de los consumos de energía empleados
en los procesos, aparte de ventajas sociales como una mayor seguridad en la construcción, o una
reducción general de plazos.
En el Hospital de Reus tenemos varios ejemplos de ello:
- se ha priorizado los sistemas industrializados y la construcción en seco, como por ejemplo con el
uso de paneles industrializados de hormigón, fachadas ventiladas ligeras, industrialización de
módulos de baños, el uso de mamparas, cubiertas desmontables, etc...
- se han hecho cambios en algún sistema de producción para ahorrar recursos, como el uso del agua
del nivel freático para la elaboración del hormigón. Así mismo se ha dejado un acceso a este mismo
nivel freático para usos futuros, como la captación de agua para su depuración, su uso como
intercambiador de calor, etc.
- se previó el reciclaje de aguas grises, desestimado por no tener garantías suficientes contra las
contaminaciones cruzadas.
- se ha previsto la utilización de la tecnología digital para una gestión inteligente, con controles
horarios, optimización de la operación, sectorización, automatismos para ayudar al correcto uso y
mantenimiento del edificio, controladores para fiscalizar el consumo por departamentos, tele-gestión...
- se han previsto en la medida de lo posible tecnologías de eficiencia energética, dimensionadas para
el máximo de horas de trabajo, asumiéndose las puntas con equipos auxiliares convencionales, lo
que reduce la potencia de uso conllevando no obstante una cierta duplicación de la maquinaria.
Muestra de ello son:
- la cogeneración externalizada, con el aprovechamiento del calor para calefacción, ACS y des
humidificación mediante desecación
- se prevé el uso de un sistema de geotermia
- tenemos techo radiante frío-caliente en las internaciones
- usamos en la medida de lo posible componentes de alto rendimiento, con ahorro de agua, energía,
etc.
- priorizamos las bombas de calor en lugar de calderas de calefacción, dada la elevada producción de
frío que se necesita.
- la energía solar está integrada en el diseño del edificio. En este caso, el proyecto partió ya desde el
concurso con una integración de las placas solares en el propio diseño de la fachada principal
inclinada que recoge las placas fotovoltaicas, con una clara vocación pedagógica. Las placas
mismas, mediante su separación del plano de fachada, hacen sombra sobre el edificio, de modo que
funcionan como una fachada ventilada con el consiguiente ahorro de energía.
Atmósferas
Los edificios están vinculados a la atmósfera del planeta, eso es, una envolvente natural de fluidos y
gases que interaccionan y produce un clima que nos permite vivir. La arquitectura, como una
envolvente más especializada es siempre complementaria a esa primera atmósfera y puede también
participar de la interacción atmosférica: en vez de ser una caja autista con el exterior puede
relacionarse con él, y relacionar también diversos de sus niveles interiores. Con ello se consigue un
óptimo rendimiento energético, sobretodo en un clima como el nuestro, en el cual los filtros, tamices,
membranas, galerías y circulaciones de aire son y han sido tradicionalmente el los modos más
eficientes de relacionarse con el exterior.
En el Hospital de Reus hemos aplicado estos conceptos, que ejemplificamos aquí con el
funcionamiento de la zonificación de 3 de los espacios del hospital: el eje de circulación principal, la
zona de público de las consultas externas y las propias consultas.
El eje de circulación principal, de 250m, que recorre longitudinalmente todo el edificio, es también
donde se producen los accesos al mismo desde el exterior.
En él conseguimos un primer gradiente de confort, con unas condiciones mejores que las del espacio
exterior, pero no tan restrictivas como las de un área asistencial, teniendo en cuenta que es un
espacio con una circulación relacionada todavía con el espacio exterior.
Este espacio se sitúa bajo la fachada principal inclinada anteriormente mencionada, en la cual se ha
estudiado para su diseño la orientación, el soleo, el aislamiento y las sombras para reducir en lo
posible la demanda energética.
A partir de aquí se ha previsto un sistema progresivo de control del clima interior dependiendo de la
diferencia de la temperatura exterior respecto la temperatura interior de consigna prefijada.
Para el calor, por ejemplo, la primera fase es la apertura de ventanas inferiores y superiores para el
paso de ventilación cruzada. En la entrada inferior de aire encontramos superficies vegetales que pretratan el aire captado, (limpieza y humedad). La segunda fase, si la temperatura exterior sigue
subiendo o si no hay suficiente corriente de aire, es la activación en la parte superior de ventiladores,
previstos también como sistema anti-humo. La tercera fase, en casos que lo anterior no sea
suficiente, es cerrar las ventanas superiores e inferiores y inyectar aire frío. Un sistema de gestión
automática permite asegurar que el tercer paso, el que realmente consume potencia energética, sólo
se aplicará puntualmente en los días o las horas realmente calurosos, con el subsiguiente ahorro
energético.
Las siguientes dos zonas en el gradiente de temperatura de confort son las salas de espera y las
consultas.
Los boxes de consultas consisten en cajas de 3m situadas dentro de un espacio general de 7m. Es
en este espacio entre cajas de consultas donde encontramos las esperas.
La salas de espera tienen un mayor grado de confort que el eje de circulación principal anteriormente
visto, debido a que hay gente sentada esperando, pero este grado de confort no es tan restrictivo
como en las consultas, donde puede haber gente desnuda para exploraciones.
Esto se resuelve inyectando con toberas un aire limpio y a la temperatura de confort prefijada para las
salas de espera, y será este aire el que cogerán las consultas y, mediante fan-coils, se le ajustará la
temperatura a las condiciones deseadas para el interior de las consultas.
Con ello el hospital tiene en cada punto la temperatura que realmente se necesita, y no una
temperatura uniforme para todos los usos, con el consiguiente ahorro de energía.
Territorios
Creemos que una función a desarrollar por la arquitectura es la creación de nuevas naturalezas,
diseñando por ejemplo pieles vegetales ya sea en fachada, en cubiertas, en los interiores, de modo
que los edificios se sirven de la vegetación no como un mero elemento estético, sino como un
material constructivo más que proporciona aislamiento térmico, acústico, depuración del aire,
humidificación, acumulación del agua para su uso diferido y para regular lluvias torrenciales, y
consecuentemente ahorro energético y de un recurso cada vez más preciado como es el agua.
Todo ello queda reflejado por ejemplo en los patios que acompañan las barras de las internaciones.
A una altura de 8 metros respecto el nivel de la calle encontramos unos jardines que no son meras
cubiertas, sinó espacios a los cuales se accede desde las habitaciones, con un aljibe que almacena
agua de lluvia, un agua que mediante capilaridad mantiene la vegetación existente.
El conjunto de agua, tierra y vegetación permite no sólo todas las ventajas citadas anteriormente sino
también la creación de un espacio más doméstico donde los enfermos y sus familiares,
relacionándose con el paisaje desde una nueva cota cero y rodeados de naturaleza, se encuentran
en un ámbito más humano y apto para su convalecencia.
Aunque quizás no todas las acciones expuestas se puedan llegar a aplicar en el edificio definitivo, la
mayoría sí que están llegando a buen término, y es interesante cuantificar los ahorros que estos
sistemas pueden llegar a producir en el consumo energético del edificio.
En la fase de concurso, donde se determinaron buena parte de los elementos que acabamos de ver,
junto con la ingeniería Enginya se hizo el esfuerzo de cuantificar estos ahorros, con el resultado
siguiente:
En climatización, se estimó una reducción de las emisiones de combustión en 2.400 toneladas de
CO2/año, una reducción de los consumos de ventilación de 200.000kWh/año, y un ahorro global
debido al confort energéticamente eficiente de 175.000 €/año.
En el ahorro de agua y de la energía para calentarla se estimó un ahorro de 20.000 m3/año, 40.000
m3 de gas natural y 2.480 T de CO2.
En iluminación tenemos un ahorro de 400.000 kWh/año.
Y con el ahorro de energía en la construcción en sistemas y procedimientos, y en la gestión de los
sistemas, tenemos un ahorro adicional superior al 15% de los consumos.
Teniendo en cuenta el consumo elevado de estas instalaciones y su durabilidad, todo lo que implique
poder aumentar la inversión inicial en estos sistemas será la garantía de recuperación de la inversión
a medio plazo. Por ello, estrategias de adjudicación de contratas que tengan en cuenta no sólo la
construcción del edificio sino también los consumos del mismo, cada vez más vinculados a la
financiación del mismo, permitirán que el ahorro energético sea visto por todos los agentes como la
mejor inversión posible para la edificación de edificios hospitalarios.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
.2008 “Con la realidad, Equip Arquitectura Pich-Aguilera. Felip Pich-Aguilera i Teresa Batlle”.
Publicación de las principales obras de los últimos 10 años. Editorial Actar.
.2006 “Arquitectura industrializada, una respuesta real” publicación-reflexión obra industrializada en
hormigón. “Habitatges El Polvorí i Escola Sant Cugat”. Editorial Actar.
.2003 “Biópolis, building nature. Pich-Aguilera, architects” publicación de la Galería Aedes de proyecto
y obra a propósito de la exposición realizada.
.2002 “Otros Territorios. Una Nueva Corteza” publicación-reflexión sobre cubiertas aljibe ecológicas,
aplicación a una vivienda en Collserola. Editorial Actar.