El Fil Verd

Ca l’Àgata . Barcelona

El Fil Verd estudi d’arquitectura . photos: © Milena Villalba

The building object of this rehabilitation is a single-family house between party walls built in Barcelona in 1942. In the urban fabric of the neighbourhood, typologies from the early 1900s and new buildings coexist. This buildings site is located in a block that preserves intact the original typology of single-family houses between party walls with an attached private garden behind. Oriented along a ne-so axis, it consists of a two-storey building with a roof terrace and a single storey pavilion at the bottom of the garden.
The clients wanted to achieve changes in the distribution, thermal-acoustic comfort and energy efficiency while maintaining very high standards of quality. From the beginning we were clear that an integrative and bioclimatic design, with the use of high quality natural materials and the adoption of energy efficiency strategies would lead us to the expected results.

Project details
The main building is made up of baked clay brick load-bearing walls and baked clay brick vaults. Before proceeding with the new distribution, the floors and part of the foundations were reinforced. In the pavilion the wooden beams, badly affected by wood borer, have been replaced. Another critical point to solve was the presence of capillarity humidity that affected all the ground floor walls and the foundations. The solution adopted has been multiple: a physical cut at the base of the walls, waterproofing and drainage of the foundation and a ventilated chamber in the party walls. A ventilated slab has also been executed to provide good insulation and ventilation at ground level.
The new distribution is born from the demands of the clients combined with a bioclimatic adaptation of the pre-existing ones. In the house the main rooms are arranged towards the southern façade to maintain a visual connection with the garden and the water source. The roof is landscaped and turns into a solarium. The pavilion becomes a library and study thanks to its north orientation and a pre-existing overhead skylight. The existing courtyard is transformed into an “urban forest” that interacts bioclimatically with the buildings.
The buildings are constructively adapted to achieve maximum energy efficiency. The envelope of the two volumes is completely insulated to maintain a constantly comfortable temperature throughout the year.
The materials used in the project are natural, of high quality, breathable and without added toxic substances. This choice responds to aesthetic and health criteria. From the aesthetic point of view, warm tones are favoured and they recall the nature of a forest: exposed cork, terracotta, natural wood, corten steel. The house and the garden work as a symbiotic unit.
When it rains the “skin” of the house gets wet and darkens just like the bark of the trees in the garden. Deciduous trees are planted to conserve the connection with the passing of the seasons. The ground is modulated in dunes and trails that allow you to walk barefoot through a small portion of forest.
In addition to using biocompatible materials with low environmental impact, electrical and telecommunications installations are designed and monitored so as not to cause interference with human biology. With this objective in mind, a geo-biological study of the terrain and buildings was carried out and measurements were adopted such as the shielding of affected areas or earthing all the metallic structural elements.
The custom-made furniture with woods such as oak, linden and walnut is superficially treated with natural oils and waxes. The interior modules of the cabinets are made of pine plywood to avoid the use of melanins. The main staircase of the house is restored and partly rebuilt, re- adapting the original railing.
During the site works the environmental impact of waste was minimised, separating it by material and recycling them when possible. The cork remains, the main protagonist of this project, have been cut up and reduced into granules to be reused again as insulating fillers.

Technical explanations (bioclimatic and vegetal architecture)
The objective of this project was to achieve highly efficient buildings with millimetrical control of internal comfort conditions. To achieve this result, passive and active strategies have been applied in equal measure, to achieve a final resulting consumption of 12.00 KWh / m2 per year.

Passive strategies
The entire enclosure is insulated with thermo-treated cork panels. In party walls and on the street façade, with heritage protection, the insulation is placed as an interior cladding, later plastered and finished with silicate-based paints to preserve breathability. On the internal facade to the garden, the cork is placed on the outside, as the visible finish.
On the ground floor below the slab, a chamber with igloos ventilates thanks to the temperature differential between the facades and prevents possible humidity problems. Above the igloos, a vapour barrier and 20 cm of thermal insulation cut off any possible transmission of thermal flux between the ground and the house. On the flat roof of the first floor, 18 cm of thermo-treated cork panels act as thermal insulation.
All the carpentry is renewed by placing chestnut wood windows finished with ecological varnish. To take full advantage of solar radiation, the glazing is modulated by placing the low- emission layer according to the orientation of each façade.
In the execution of all the construction details, air infiltrations are prevented according to the Blower Door principles, planned from the beginning of the work.
The “urban forest” is conceived as an integral part of the project. Deciduous trees allow solar radiation to enter inside in winter and in summer they act as a solar filter, shading and protecting the façade and openings. The fountain in front of the pavilion works together with the garden: here rainwater is collected and oxygenated in a large underground tank and then reused for irrigation. In summer the presence of water reduces the temperature and favours natural ventilation throughout the ground floor.

Active strategies
All floors are equipped with underfloor heating and cooling, powered by a high-efficiency heat pump. The two buildings are equipped with dehumidifiers for air treatment and with heat recovery units. The system is monitored and regulated by an electronic automation system. The lighting uses LED technology.
The end result of these interventions is a contemporary home that honours its origins and remains connected with them, offering its occupants very high levels of comfort and constant integration with natural elements. The almost total absence of volatile organic compounds, the control of air quality and indoor humidity and the control of electric and electromagnetic fields together guarantee optimal health conditions. From the point of view of energy efficiency, the initial energy class G has been transformed into a class A that sees energy costs and the impact on the environment reduced to a minimum. Finally, the daily view of the small urban deciduous forest keeps alive the connection of one’s senses with the immutable rhythms of nature. An attempt to heal the soul from the alterations caused by the frenetic urban daily life.

Ca l’Àgata
Bioclimatic and passive restoration of a house in Barcelona

Architect: Elisabetta Quarta Colosso
Architecture Studio: El Fil Verd estudi d’arquitectura Photographer: Milena Villalba
Year: 2020
Area: 342 m2 house + 130 m2 garden
Energy class: A (12,00 KWh/m2 year)
Site: Barcelona
Client: Private

Builder: Alfibiocons s.l.
Design furniture: Nolek Design
Art work: Nelo Vinuesa

Engineer: Bernuz-Fernández Arquitectes s.l.
Building services: Tema s.l. Blower door: Toni Gassó Lighting design: Toni Canals Geobiology: Espacios con Vida

El edificio objeto de esta rehabilitación es una vivienda unifamiliar entre medianeras construida en Barcelona en el año 1942. En el tejido urbanístico del barrio coexisten tipologías de principio de 1900 y edificios de nueva planta. La parcela donde se encuentra el edificio pertenece a una manzana que conserva intacta la tipología de casas unifamiliares entre medianeras con jardín anexo. Orientada según el eje n-e s-o, incluye un edificio de dos plantas más azotea, un jardín  y al final de este un pabellón de una sola planta.
Los Clientes deseaban conseguir cambios a nivel de distribución, confort térmico-acústico y eficiencia energética manteniendo estándares de calidad muy elevados. Desde el principio tuvimos claro que un diseño integrativo y bioclimático, el empleo de materiales naturales de alta calidad y la adopción de estrategias de eficiencia energética nos habrían llevado a los resultados  esperados.

Detalles del proyecto
El edificio principal está constituido por muros de cargas de fábrica cerámica y forjados de bovedillas cerámicas. Antes de proceder con la nueva distribución se han reforzado los forjados y parte de la cimentación. En el pabellón se han substituido las vigas de madera, afectadas por xilófagos. Otra criticidad a resolver era la humedad por capilaridad que afectaba  a todos los muros y a la cimentación. La solución adoptada ha sido múltiple: un corte físico a la base de los muros, impermeabilización y drenaje de la cimentación y una cámara ventilada en las paredes medianeras. También se ha ejecutado un forjado ventilado para permitir buen aislamiento y ventilación respecto al terreno.
La nueva distribución nace de las exigencias de los Clientes combinadas con una adaptación bioclimática de las preexistencias. En la casa las estancias principales se disponen hacia la cara sur para mantener una conexión visual con el jardín y con la fuente de agua. La azotea se ajardina y se transforma en solárium. El pabellón se convierte en biblioteca y estudio gracias a su orientación norte y a un lucernario cenital preexistente. El patio existente se transforma en un “bosque urbano” que trabaja bioclimáticamente con los edificios.
Los edificios se adecuan constructivamente para alcanzar el máximo de eficiencia energética. Se aísla por completo la envolvente de los dos volúmenes para mantener una temperatura de confort constante durante todo el año.
Los materiales empleados en el proyecto son naturales, de alta calidad, traspirables y sin sustancias toxicas añadidas. Su elección responde a criterios estéticos y de salud. Desde el punto de vista estético se privilegian tonos cálidos y que recuerdan la naturaleza de un bosque: corcho visto, terracota, madera natural, acero corten. La casa y el jardín trabajan como una unidad simbiótica. Cuando llueve la “piel” de la casa se moja y oscurece exactamente como el tronco de los árboles en el jardín. Se plantan arboles caducifolios para mantener viva la conexión con el transcurso de las estaciones. La tierra se modula en dunas y senderos que permiten pasear descalzos por una pequeña porción de bosque.
Además de emplear materiales biocompatibles y con bajo impacto ambiental se diseñan y monitorizan las instalaciones eléctricas y de telecomunicaciones para no provocar  interferencias con la biología humana. Con este objetivo se lleva a cabo un estudio geobiológico del terreno y de los edificios y se adoptan medidas como el apantallamiento de las zonas afectadas o la conexión de todos los elementos estructurales metálicos a una toma de tierra.
El mobiliario, hecho a medida con maderas como el roble, la tila y la noguera se trata superficialmente con aceites y ceras naturales. Los módulos interiores de los armarios se fabrican con contrachapado de pino para evitar el uso de melaninas. La escalera principal de la casa se restaura y reconstruye en parte re-adaptando la barandilla original.
Durante la obra se minimiza el impacto sobre el medioambiente a nivel de residuos, separándolos por materiales y reciclándolos cuando posible. Los restos de corcho, gran protagonista de este proyecto, se han troceado y reducido en granulado para reutilizarlos nuevamente como relleno aislante.

Explicaciones técnicas (arquitectura bioclimática y vegetal)
El objetivo de este proyecto era conseguir unos edificios altamente eficientes con un control milimétrico de las condiciones de confort interno. Para llegar a este resultado se han aplicado en igual medida estrategias pasivas y activas, hasta llegar al resultado final, un consumo de
12.00 KWh/m2 año.

Estrategias pasivas
Toda la envolvente se aísla con paneles de corcho termo tratado. En las medianeras y en una fachada el aislamiento se coloca como revestimiento interior, posteriormente enyesado y acabado con pinturas al silicato para preservar la transpirabilidad. En la fachada interna al jardín el corcho se coloca en el exterior, visto.
En la planta baja por debajo de la solera, una cámara con iglúes ventila gracias al diferencial de temperatura existente entre las fachadas y previene posibles problemas de humedad. Por encima de los iglúes una barrera de vapor y 20 cm de aislamiento térmico cortan toda posible trasmisión de flujo térmico entre la vivienda y el terreno. En la cubierta plana de la planta primera 18 cm de paneles de corcho termo tratado aíslan del exterior. Toda la carpintería se renueva colocando ventanas de madera de castaño acabadas con barniz ecológico. Para aprovechar al máximo la radiación solar los cristales se modulan colocando la capa bajo emisiva según la orientación de cada fachada. En la ejecución de todos los detalles constructivos se vela para evitar las infiltraciones según los principios del blower door,  planeado desde el comienzo de la obra.
El “bosque urbano” se concibe como parte integrante del proyecto. Los arboles caducifolios dejan pasar la radiación solar en invierno y en verano actúan como filtro solar protegiendo la fachada y las aberturas. La fuente situada delante del pabellón trabaja conjuntamente con el jardín: aquí se recogen y oxigenan las aguas pluviales en un gran depósito subterráneo y luego se reutilizan para el riego. En verano la presencia del agua reduce la temperatura y favorece la ventilación natural por toda la planta baja.

Estrategias activas
Se dotan todas las plantas de calefacción y refrescamiento por suelo radiante, alimentado por una bomba de calor de alta eficiencia. Los dos edificios se equipan con deshumidificadores para el tratamiento del aire y recuperadores de calor. El sistema está monitorizado y regulado por un sistema electrónico de automación. La iluminación utiliza tecnología de leds.
El resultado final de estas intervenciones es una vivienda contemporánea que honra a sus orígenes y se mantiene conectada con ellas ofreciendo a sus ocupantes niveles de confort muy elevados e integración constante con los elementos naturales. La ausencia casi total de compuestos orgánicos volátiles, el control de la calidad del aire y de la humedad interior, el control de los campos eléctricos y electromagnéticos garantizan condiciones de salud óptimas. Desde el punto de vista de la eficiencia energética se ha trasformado la clase energética inicial G en una clase A que ve reducidos al mínimo los gastos energéticos y el impacto sobre el medio ambiente. Finalmente, la vista diaria hacia el pequeño bosque urbano caducifolio mantiene viva la conexión de los sentidos con los ritmos inmutables de la naturaleza. Un intento de curar el alma de las alteraciones provocadas por la frenética cotidianidad urbana.