El Fil Verd

Elisabetta Quarta Colosso | El Fil Verd estudi d’arquitectura . photos: © Milena Villalba

The design of this detached single-family house was commissioned to us by a couple with the dream of retirement living in the middle of nature. The site is characterized by a Mediterranean vegetation typical of the area and includes olive trees, pines, mastic trees and palm hearts on calcareous soils. The plot, of about 900 m2, is located at the end of a small urbanization on the edge of the Garraf Natural Park, on the coast south of Barcelona.
A construction that would allow to contemplate the landscape and would entail low energy consumption were the main requirements of this commission. At the same time, the project presented multiple challenges: a steeply sloping, north-facing plot, and a limited budget.

The urban planning regulations place the built occupation in the center of the plot, allowing to construct up to three levels. The proposal interprets this provision of the planning and strategically renounces the third storey in favour of an integration with the topography and the natural environment. The project is interpreted as an opportunity to demonstrate that it is possible to build passive buildings, designed bioclimatically and built with healthy materials at an affordable cost.
The house was conceived with the vocation of respectfully integrating with its natural context and of being a passive building.
Based on simplicity and sustainability, the proposal offers a creative response to the initial complexities. The house is embedded in the terrain to adapt to the topography and blend into the landscape. At the same time, it takes advantage of the ground’s insulating power and accompanies the natural slope by stepping the interior spaces into two levels.
The geometry of the house is explained by the purpose of leaving nature as the protagonist and at the same time offering its inhabitants a protected and welcoming space from which to contemplate the landscape. The two arms of the built volume open to the North, the mountain of Montserrat and the immensity of the natural park. The house is organized in a single volume articulated on two floors. The facades facing the street and towards the neighbours are intentionally devoid of openings. The day area and a bedroom are located on the ground floor; on the first floor there is a second bedroom and a large terrace with solarium and garden. Each room in the house allows the contemplation of the forest from a different perspective.
The choice of materials responds to criteria of health for people, respect for the environment and constructive and economic efficiency. For the exterior walls, aerated concrete blocks have been used due to their lightness and high insulating power; thermo-treated natural cork panels for the exterior finish of the façades and their insulation to blend into the natural environment too. For the interior finishes, lime and silicate paints have been applied. The upper face of the floor slab, finished with quartz crystals, has been used as flooring. Solid pine wood treated with natural stains has been used for the exterior carpentry.

Technical explanations (bioclimatic and vegetal architecture)
Before the challenge of achieving a passive building, the project adopts multiple bioclimatic design strategies that respond to a detailed study of the climate and the topography of the site. The building is designed by orienting it along the north-south axis so that it takes full advantage of the contribution of solar radiation in winter and natural ventilation is thereby more effective in summer.

Bioclimatic strategies during cold months
The following strategies have been adopted to heat the building during the cold months.
1) The South façade, in its glazed part, works as a solar heater due to the greenhouse effect. Solar radiation, which during these months has a reduced angle, penetrates the interior and is transformed into heat, increasing the house’s temperature.
2) The Trombe-Mitchell walls located on the South wall function as hot chambers that reach high temperatures during the day and transfer it by convection and radiation to the house’s interior.
3) On the North face the openings have been reduced to a minimum to not influence negatively on the thermal balance.
4) On the coldest days, on the North side, a high-efficiency stove can be lit, which provides the necessary input to achieve conditions of thermal comfort.

Bioclimatic strategies during warm months
To cool the building during the warm months the following strategies have been adopted:
1) The façade openings have been calculated so that they can safely ventilate during the night. Natural cross ventilation is enhanced by the difference in temperature that exists between the colder north façade and the warmer south façade.
2) Trombe-Mitchell walls work as “solar chimneys;” by heating up more than the house’s interior spaces, they extract the hot air from the inside, causing the entry of fresh air from the outside.
3) The deciduous trees planted in front of the South façade protect it from intense summer solar radiation.
4) The eaves of the South façade prevent the solar rays from heating up the glazed area of ​​the façade.
5) The natural pond located below the building favours the air cooling and the creation of a humid microclimate.
Throughout the year, the excellent insulation of the entire enclosure, the high-quality carpentry and the elimination of air infiltrations manage to keep the temperature inside the house stable.

Green spaces and grey and rainwater treatment are integrated into the project design as part of the same bioclimatic strategy.
In the southern area of ​​the plot, the autochthonous Mediterranean vegetation is preserved by implementing it with the planting of deciduous tree species. The aim is to protect the building and the Trombe walls from solar radiation during summer and allow the radiation to pass through during winter.
Rainwater from the roofs is collected in a tank located below the parking space and is used for watering the garden and for the natural pond at the lower end of the site. The natural pond contains a plant filter that acts as a photo-purifier and promotes biodiversity in the local fauna.
Grey water has been separated from waste water for later recycling and recovery.
The heating demand for this building is 5.4 KWh/m2 year and the cooling demand 14.5 KWh/m2 year. No active air conditioning system is used, except for the wood stove. Photovoltaic panels have been installed on the roof to cover internal electrical needs.
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La casa en el bosque
Vivienda unifamiliar pasiva y bioclimática en el bosque del Garraf

estudio de arquitectura: Elisabetta Quarta Colosso, El Fil Verd estudi d’arquitectura

Fotografía: Milena Villalba
Año finalización: 2020
Superficie Construida: 180,00 m2
Calificación energética: A (demanda calefacción: 5.4 KWh/m2 año, demanda refrigeración: 14.5 KWh/m2 año)
Ubicación: Garraf, Barcelona

Muebles Nolek Design
Obras de arte: Nelo Vinuesa
Cliente: Privado
Arquitecto/a técnico: Jesús Alonso i Figueras
Constructor o personas de interés en el proyecto): Alfibiocons s.l.

 
El diseño de esta vivienda unifamiliar aislada nos fue encargado por una pareja con el sueño de retirarse a vivir en medio de la naturaleza. El solar se caracteriza por una vegetación mediterránea típica de la zona e incluye olivos, pinos, lentiscos y palmitos sobre suelos calcáreos. La parcela, de unos 900 m2, se encuentra al margen de una pequeña urbanización en el lindar del parque natural del Garraf, en la costa a sur de Barcelona. Un edificio que permitiera contemplar el paisaje y comportase un gasto energético reducido eran los requisitos principales de este encargo. Al mismo tiempo el proyecto presentaba múltiples retos: un solar con pendiente muy pronunciada, una parcela orientada hacia el norte y un presupuesto ajustado.


El planeamiento urbanístico sitúa la parte edificada en el centro de la parcela, permitiendo hasta tres niveles de edificación. La propuesta interpreta esta disposición del planeamiento y apuesta por renunciar a los tres pisos de altura en favor de una integración con la topografía del terreno y con el entorno natural. Se interpreta el proyecto como una oportunidad para demonstrar que es posible construir edificios pasivos, de diseño bioclimático y con materiales sanos a un coste asequible.
La vivienda nace con la vocación de integrarse con respecto en el contexto natural y ser un edificio pasivo. 
Basada en la sencillez y la sostenibilidad, la propuesta ofrece una respuesta creativa a las complejidades de partida. La casa se incrusta en el terreno para adaptarse a la topografía y diluirse en el paisaje. Al mismo tiempo aprovecha el poder aislante del terreno y acompaña la pendiente natural dividiendo los espacios interiores en dos niveles. 
La geometría de la casa se explica por el propósito de dejar a la naturaleza como protagonista y al mismo tiempo ofrecer a sus habitantes un espacio protegido y acogedor desde el cual contemplar el paisaje. Los dos brazos del volumen construido se abren hacia el norte, la montaña de Montserrat y la inmensidad del parque natural. La vivienda se organiza en un único volumen articulado en dos plantas. De forma intencional las fachadas hacia la calle y hacia los vecinos son privas de aberturas. En la planta baja se ubica la zona de día y un dormitorio; en la planta primera un segundo dormitorio y una amplia terraza con solárium y huerta. Cada estancia de la casa permite contemplar el bosque desde una perspectiva diferente.
La elección de los materiales responde a criterios de salud para las personas, respecto para el medioambiente y eficiencia constructiva y económica. Para los muros exteriores se han utilizado bloques de hormigón celular por su ligereza y su alto poder aislante; para el acabado exterior de las fachadas y su aislamiento paneles de corcho natural termo tratado. Para los acabados interiores se han aplicado pinturas de cal y silicatos; como pavimento se ha aprovechado la cara superior del forjado acabada con cristales de cuarzo. En la carpintería exterior se ha utilizado madera maciza de pino tratada con lasures naturales.

Explicaciones técnicas (arquitectura bioclimática y vegetal)
Antes el reto de conseguir un edificio pasivo el proyecto adopta múltiples estrategias de diseño bioclimático que responden a un estudio detallado del clima y de la topografía del terreno. Se diseña el edificio orientándolo según el eje norte-sur para que aproveche al máximo las aportaciones de radiación solar en invierno y la ventilación natural sea más efectiva en verano. 

Funcionamiento durante los meses fríos
Para calentar el edificio durante los meses fríos se han adoptado las siguientes estrategias.
1)	La fachada sur, en su parte acristalada, funciona como calefactor solar por el efecto invernadero. La radiación solar, que en estos meses tiene un ángulo reducido, penetra en el interior y se trasforma en calor aumentando la temperatura de la casa.
2)	Los muros Trombe-Mitchell ubicados en la pared sur funcionan como cámaras calientes que alcanzan altas temperaturas durante el día y la transfieren por convección y radiación al interior de la vivienda.
3)	En la cara norte las aberturas se han reducido al mínimo para no influenciar negativamente el balance térmico.
4)	En los días más fríos en la cara norte se enciende una estufa de alta eficiencia que proporciona el aporte necesario para alcanzar condiciones de confort térmico.

Funcionamiento durante los meses cálidos
Para refrescar el edificio durante los meses cálidos se han adoptado las siguientes estrategias:
1)	Se han estudiado las aberturas de las fachadas para que puedan ventilar de manera segura durante la noche. La ventilación natural cruzada se potencia por la diferencia de temperatura que existe entre la fachada norte, más fría, y la sur, más caliente.
2)	Los muros Trombe-Mitchell funcionan como “chimeneas solares”: al calentarse más que el interior de la casa, extraen el aire caliente desde el interior provocando la entrada de aire fresco proveniente desde el lado norte de la vivienda.
3)	Los arboles caducifolios plantados delante de la fachada sur la protegen de la radiación solar.
4)	El alero de la fachada sur impide que los radios solares calienten la zona acristalada de la fachada.
5)	El estanque natural situado por debajo del edificio favorece el refrescamiento del aire y la creación de un microclima húmedo. 
Durante todo el año el excelente aislamiento de toda la envolvente, la carpintería de alta calidad y la eliminación de infiltraciones de aire consiguen mantener estable la temperatura al interior de la vivienda.

Los espacios verdes y el tratamiento de las aguas grises y pluviales se integran en el diseño del proyecto como parte de la misma estrategia bioclimática. 
En la zona sur de la parcela se conserva la vegetación mediterránea autóctona implementándola con la plantación de especies arbóreas caducifolias. El objetivo es proteger el edificio y los muros Trombe de la radiación solar durante el verano y permitir el paso de la radiación durante el invierno. 
Las aguas pluviales provenientes de las cubiertas se recogen en un depósito situado por debajo del aparcamiento y se utilizan para el riego del jardín y para el estanque natural situado al final de la parcela. El estanque natural contiene un filtro vegetal que actúa como fito depuración y fomenta la biodiversidad en la fauna local.  
Las aguas grises se han separado de las negras para su posterior reciclaje y recuperación.
La demanda de calefacción para este edificio es de 5.4 KWh/m2 año y la de refrigeración 14.5 KWh/m2 año. No se utiliza ningún sistema activo de climatización, exceptuada la estufa de leña. En la azotea se han instalado placas fotovoltaicas para cubrir las necesidades eléctricas internas.