100 Proyectos de Arquitectura Sostenible - Rascacielos La Llum

Rascacielos LA LLUM

Año : 2002

Low Manhattan Developement Corporation

New York.  Estados Unidos

Area : 45.479’46 m2  (cada uno de los dos rascacielos)

Valor : 195.667.900 euros

1. Objetivos más importantes

La historia del rascacielos “La Llum” tiene su origen en septiembre del 2001, como respuesta al concurso internacional de arquitectura que tiene por objetivo la ordenación del bajo Manhattan en Nueva York, como consecuencia del desastre ocurrido un año antes.

El concurso representa una oportunidad perfecta para que Luís de Garrido desarrolle con detalle sus ideas para lograr un hábitat de alto nivel sostenible, en edificios de gran altura, incluyendo todos los sistemas conocidos para garantizar el bienestar y la seguridad de sus ocupantes.

Además de dar respuesta a todos los condicionantes del concurso, el proyecto de Luís de Garrido se autoimpone un conjunto adicional de condicionantes, que resuelve de una forma eficaz y elegante:

1. Diseño muy singular (“construir la luz de una vela”)

2. Alto nivel de sostenibilidad

3. Alto nivel bioclimático 

4. Edificio inteligente, equipado con las mas altas tecnologías 

5. Fachada multimedia, en cambio continuo.

6. Disminución del impacto visual (desde el punto de vista peatonal).

7. Flexibilidad extrema (frente a cambios de uso y necesidades)

8. Favorecer trabajo en casa y llevar el hogar al trabajo

9. Seguridad extrema frente a incendios e impactos aéreos

10. Facilidad de evacuación

11. Innovadora tipología rascacielos-torre de telecomunicaciones

2. Solución Arquitectónica

2.1. La Llum en Manhattan

La respuesta que se propuso para la ordenación de la zona cero y del bajo Manhattan tiene su estandarte en un par de torres completamente iguales (740 y 750 m. de altura) interconectadas entre si a la altura del gran bulbo azul (compuesto por oficinas y apartamentos). 

Cada uno de los dos rascacielos esta compuesto por tres partes: la parte baja (bulbo rojo) dedicado a oficinas y viviendas y el cuerpo superior, formado por cinco troncos de cono azulados dedicado a oficinas, y la parte alta dedicada a los sistemas de telecomunicaciones. 

Lo más característico del edificio es que la estructura portante es exterior con el fin de asegurar la flexibilidad extrema en el interior, y asegurar una protección total ante incendios. La malla estructural exterior posee una forma sensual que recuerda las sutiles formas de la llama de una vela, proporcionándole un carácter etéreo, y una ligereza nunca antes lograda en un rascacielos. Esta malla estructural exterior tiene además otro conjunto adicional de ventajas: resiste los esfuerzos de torsión del edificio, resiste perfectamente las enormes velocidades del aire en  estratos altos, y disminuye el movimiento de la parte superior del rascacielos (que aunque destinado tan solo a sistemas de telecomunicaciones, no se deseaba que tuvieran mucho movimiento), 

Los dos rascacielos están interconectados por medio de pasarelas horizontales, con el fin de proporcionar una segunda vía alternativa de evacuación, en caso de un desastre. 

Por ultimo, el skyline que proporciona la pareja de rascacielos a la ciudad de New York es de una fortaleza sorprendente.

De los 270 proyectos presentados al concurso de ideas para ordenar la zona cero y el bajo Manhattan de Nueva York, el diseño de “La Llum” pasó a la segunda ronda (con el puesto numero 17), pero no a la tercera (en la que quedaron 5 finalistas).

2.2. La Llum en Valencia. 

2.3.1. Propuesta de ordenación urbana sostenible

Dados los logros obtenidos en el diseño de “La Llum” para Manhattan, Luís de Garrido continuó explorando sus ideas para lograr un nuevo hábitat sostenible, y ofreció a la ciudad de Valencia la ordenación de un área importante de la ciudad: el área comprendida entre la Ciudad de las Artes y de  las Ciencias, y el barrio de Nazaret (Complejo Ecópolis).

El objetivo es mostrar a los ciudadanos de Valencia como se puede lograr un elevadísimo aprovechamiento urbanístico, pero basado en unas premisas altamente sostenibles. Por ello Luís de Garrido ofreció una ordenación basada en tipologías de casas semienterradas (hasta 4 alturas), y un rascacielos de 501 m. de altura (La Llum). De este modo, el conjunto se asemeja a un parque urbano sin edificar, en el que el rascacielos emerge como una llama de fuego.

El conjunto lograba las mismas cotas de aprovechamiento urbanístico que actualmente tiene el plan general de ordenación urbana para esa misma ciudad de Valencia, solo que era 100% sostenible, y ofrecía una alternativa muy innovadora en la ordenación urbana de la zona. 

3. Análisis Sostenible

3.1. Optimización de recursos

3.1.1. Recursos Naturales. Se aprovechan al máximo recursos tales como el sol (para generar el agua caliente sanitaria, calentar el rascacielos por efecto invernadero, y proporcionar iluminación natural a todas las oficinas y viviendas), el viento, el aire (el aire frío existente a una elevada altura), la tierra (sistema geotérmico para calentar y para refrescar las viviendas), el agua de lluvia (reservas de agua), ….. 

3.1.2. Recursos fabricados. Los materiales empleados se aprovechan al máximo, disminuyendo posibles residuos, mediante un correcto proyecto, una industrialización total de todos los componentes del rascacielos, y una gestión eficaz de su construcción. 

3.1.3. Recursos recuperados, reutilizados y reciclados. 

La gran mayoría de los materiales del edificio pueden ser recuperables, de tal modo que el rascacielos puede desmontarse en su totalidad, y pueden repararse todos sus componentes de un modo sencillo.

Por otro lado, se ha potenciado la utilización de materiales reciclados y reciclables.

3.2. Disminución del consumo energético

3.2.1. Construcción.

El edificio se ha construido con un consumo energético mínimo. Los materiales utilizados se han fabricado con una cantidad mínima de energía. 

3.2.2. Uso. 

Debido a sus características bioclimáticas, el rascacielos tiene un consumo energético convencional muy bajo. El rascacielos se calienta por efecto invernadero, y un eficaz sistema geotérmico que genera aire y agua caliente. Por otro lado, el rascacielos se refresca mediante un eficaz sistema de protectores solares, un sistema geotérmico de generación de aire fresco, y el traslado del aire fresco exterior existente a una altura elevada.

3.2.3. Desmontaje

La gran mayoría de los materiales utilizados pueden recuperarse con facilidad (una vez superada la vida útil del edificio), para ser reparados, o utilizados en otro edificio. 

3.3. Utilización de fuentes energéticas alternativas

La energía utilizada es de dos tipos: solar térmica (captores solares para producir el A.C.S., y captores fotovoltaicos para generar electricidad), y geotérmica (para generar aire y agua caliente, y aire fresco). 

3.4. Disminución de residuos y emisiones

El rascacielos no genera ningún tipo de emisiones, y se ha disminuido al máximo la emisión de residuos.

3.5. Mejora de la salud y el bienestar humanos

Todos los materiales empleados son ecológicos y saludables, y no tienen ningún tipo de emisiones que puedan afectar la salud humana. Del mismo modo, el rascacielos se ventila de forma natural, y debido a su estructura arquitectónica, aprovecha al máximo la iluminación natural, lo que crea un ambiente saludable y proporciona la mejor calidad  de vida posible a los ocupantes del edificio. Los espacios interiores del rascacielos se han escalonado respecto de los exteriores, para permitir el acceso de la iluminación natural.

3.6. Disminución del precio del edificio y su mantenimiento

El rascacielos ha sido proyectado para que tenga una gestión sencilla, y sea muy fácil de mantener y reparar. Para ello se han utilizado las tecnologías de control y telecomunicaciones mas avanzadas del momento.

4. Características Bioclimáticas

4.1. Calor:

Generación de Calor.

Para generar calor en el rascacielos “La Llum” se han utilizado las siguientes técnicas:

4.1.1.1. Técnicas para evitar que el rascacielos se enfríe en invierno:

Se ha diseñado una doble piel de vidrio con una cámara de aire intermedia de 2 metros de anchura. La piel exterior consiste en un vidrio templado-laminado (6-6-6), con unas dimensiones de 3’8 m. de altura por 1´2 m. de ancho, pretensadas deforma perimetral para poder resistir la enorme presión de la velocidad del viento a elevadas alturas, así como las retracciones del material debidas a los cambios de temperatura. 

Esta piel exterior de vidrio dispone de una serigrafía especial de tal modo que deja pasar los rayos solares muy perpendiculares al vidrio (invierno) y no deja pasar a los rayos solares rasantes (verano). La piel interior consiste a su vez en un vidrio doble (6+6+6–12–6), que dispone de un sistema exterior de toldos y un sistema interior de triple rail de estores. El conjunto proporciona un aislamiento elevadísimo (kg = 0’48) que evita las pérdidas energéticas en invierno.

Por otro lado, el núcleo central del rascacielos se cierra en tramos intermedios, a lo largo de la altura del rascacielos, evitando que el aire circule (tan solo penetra una fracción de aire que permite la ventilación natural del edificio).

4.1.1.2. Técnicas para calentar el rascacielos

- Efecto invernadero.

La doble piel de vidrio permite dos sistemas de generación de calor para el edificio. Por un lado permite que la radiación solar penetre en las estancias del rascacielos y las caliente por radiación. Este calor se mantendrá durante la noche debido a la alta inercia del conjunto y las pocas pérdidas energéticas. Por otro lado la doble piel permite un efecto invernadero doble. El aire caliente generado asciende por la cámara existente entre la doble piel y se introduce al interior del edificio. Si fuera necesario, el aire se introduce a un sistema mecánico que recalienta el aire hasta alcanzar la temperatura deseada, en oto caso, el aire precalentado entra directamente a las estancias interiores. Además, mediante un sistema ingenioso de aperturas de esta doble piel de vidrio se permite la ventilación en invierno con aire precalentado por el invernadero. De este modo se reduce sustancialmente el consumo energético.

- Energía geotérmica. Bolsa subterránea de agua caliente.

De una bolsa subterránea de agua caliente se extrae agua para calentar algunos forjados del rascacielos (las estancias más grandes en la cara norte del edificio) por medio de un sistema de suelo radiante. De esta misma bolsa se genera un gran volumen de aire caliente que recorrerá el núcleo central del rascacielos de forma ascendente.

- Captores solares térmicos.

En la parte sur del edifico existen captores solares térmicos (tubos de vacío) situados integrados en la malla metálica que se sitúa entre la doble piel de vidrio a la altura de cada forjado. De este modo el sistema protege de la radiación solar en verano, mientras que en invierno genera agua caliente (para el agua caliente sanitaria del rascacielos)

- Elevada inercia térmica del edificio.

El calor generado durante el día por los métodos anteriores se acumula en el edificio debido a su elevada inercia térmica y lo mantiene caliente toda la noche. Ello facilita su calentamiento consecutivo al día siguiente.

- Transmisión de Calor (y de luz).

El calor se genera en la parte sur del rascacielos (durante la mañana también en la parte este y durante la tarde en la parte oeste), por lo que debe trasladarse por un lado a la parte interna del rascacielos y por otro lado a la parte norte del rascacielos. Para que se genere efecto invernadero en la parte interior del rascacielos (sobre todo en el gran bulbo central de color azul), se ha proyectado una solución ingeniosa: las oficinas interiores se sitúan en una posición intermedia respecto a las exteriores. De este modo la luz solar puede llegar hasta las estancias cercanas al núcleo central edificio, proporcionando iluminación natural hasta el último rincón. 

Del mismo modo, la radiación solar que penetra en las estancias interiores genera un cierto efecto invernadero, que colabora en su climatización.

Por otro lado, para calentar las estancias situadas al norte se ha diseñado un sistema de transferencia de calor a través de la doble piel de vidrio. Simplemente impulsando (por medio de ventiladores que se encuentran en la parte interna de la doble piel) el aire caliente que se genera en la parte sur del rascacielos, éste llega hasta la parte norte rodeando todo el edifico y calentándolo a su paso

Acumulación de Calor.

Debido a la alta inercia térmica del rascacielos, parte del calor generado durante el día se mantiene acumulado durante la noche, manteniendo calientes las estancias, sin apenas consumo energético.

4.2. Fresco.

Generación de Fresco.

Para generar fresco en el rascacielos “La Llum” se han utilizado las siguientes técnicas:

4.2.1.1. Técnicas para evitar que el rascacielos se caliente en verano:

- Protección a la radiación solar directa.

En las zonas situadas al sur del edificio se logra abatiendo el vidrio exterior del sistema de doble piel de vidrio. De este modo no solo que no se genera calor por efecto invernadero, sino que los elementos horizontales opacos (que son los captores solares térmicos) protegen al vidrio de la radiación directa. Además, se ha utilizado otra técnica complementaria consistente en utilizar vidrios serigrafiados por un sistema de puntos que permiten entrar los rayos solares muy perpendiculares al vidrio (invierno) y no dejan pasar a los rayos solares rasantes (verano). 

En este caso, el aire caliente que se crea en la doble piel de vidrio asciende a través de las rejillas que sirven de separación entre los forjados, y se escapan al exterior. Este aire circulante ventila la doble piel de vidrio y elimina las ganancias térmicas, aislando el edificio.

En las zonas situadas al este y oeste del edificio las protecciones solares horizontales no sirven, por lo que los vidrios exteriores no se abaten, y se cierran unos toldos exteriores a la piel interna de la doble piel de vidrio. De este modo la radiación solar no llega al interior del edificio y el aire recalentado en la cámara intermedia asciende a la parte superior exterior, a través de las rejillas horizontales que se encuentran a la altura de cada forjado del edificio.

- Protección a la radiación solar indirecta.

Se logra por medio de tres niveles de estores interiores opacos, traslucidos y transparentes de varios colores. De este modo se controla la cantidad de luz deseada en cada ambiente del interior del rascacielos (entre 200 y 600 lux), así como el estado de ánimo de los trabajadores (mediante el color de los estores).

4.2.1.2. Técnicas para refrescar el rascacielos en verano

- Generación geotérmica de aire fresco

Existen varias tomas de aire en una circunferencia de 200 m. alrededor del rascacielos (tubos de 2 m. de diámetro). El aire que entra por estos tubos se impulsa al subsuelo por debajo del nivel de un lago artificial. En esta zona el aire se refresca al estar en contacto con los cientos de muros de un laberinto subterráneo. El aire así refrescado asciende al núcleo central del rascacielos en donde se ve succionado por el efecto de convección natural y efecto chimenea del interior del núcleo.

- Refresco de noche (ciclos circadianos)

Los forjados del rascacielos tienen una elevada inercia térmica, de este modo por la noche se permite que el aire exterior refresque el edificio, y se mantendrá fresco a lo largo del día siguiente. Un sencillo sistema de trampillas permite que de noche entre el aire del exterior, mientras que de día el aire entra solamente por el núcleo central (aire fresco). 

- Energía geotérmica. Bolsa subterránea de agua fría.

De la bolsa de agua fría subterránea se extrae el suficiente caudal de agua fría para refrescar parte de los forjados por medio de un sistema de suelo radiante.

- Des-humectación-pulverización de agua.

Para refrescar el rascacielos de forma natural se ha hecho uso de un sistema sencillo y natural: pulverizar agua, con el fin que se evapore y, con ello, descienda la temperatura del entorno inmediato. Sin embargo, este método aumenta el nivel de humedad del aire, y por tanto aumenta la sensación de bochorno. Por ello, en primer lugar se des-humecta el aire, filtrándolo a través de sales que absorben la humedad, y a través de un dispositivo mecánico basado en el “efecto Peltier”.  En segundo lugar, el aire seco resultante se enfría mediante un sistema de evaporación de agua pulverizada. Como resultado se obtiene aire fresco, y con un grado de humedad similar o inferior al estado natural del entorno. 

De este modo el aire fresco que recorre el tubo central se des-humecta a la altura de cada jardín intermedio. Al llegar al jardín se pulveriza constantemente agua (que sirve de riego del jardín) y se genera un aire realmente fresco que será el que atraviese las oficinas y las viviendas, refrescándolas de un modo natural, y económico.

Transmisión de Fresco.

El aire fresco que entra a las viviendas y a las oficinas desde el núcleo central recorren toda su superficie de forma centrifuga, refrescándolas a su paso. El aire escapa por los vidrios superiores de la piel interna de la doble piel de vidrio. Se crea una sobrepresión en la parte superior de la estancia por lo que el aire sale, evitando que el aire exterior entre a las estancias. De este modo las estancias permanecen frescas a lo largo del día sin necesidad alguna de sistemas mecánicos de aire acondicionado. 

Acumulación de Fresco.

La elevada inercia térmica del rascacielos (debido a los pesados forjados y a los jardines intermedios) permite que el aire fresco generado se mantenga a lo largo del día, sin apenas consumo energético.

5. Innovaciones más destacadas

- Resistencia al Fuego. 

El rascacielos ha sido diseñado para lograr la máxima protección frente al fuego. La estructura portante de acero es exterior al volumen habitable del edificio y separada por una doble piel de vidrio. En caso de originarse un incendio en el interior del edificio, éste queda bloqueado por una doble piel de vidrio antes de llegar a la estructura exterior, que queda intacta, asegurando una seguridad y una estabilidad extrema.

- Edificio multimedia. 

La doble piel de vidrio serigrafiado de "La Llum" está equipada con miles de pequeños leds multicolores, con control individual, que le permiten componer escenas e imágenes. Además, en esta doble piel de vidrio se proyectan imágenes mediante un conjunto de proyectores de video sincronizados. De este modo, las imágenes son capaces de manipular las formas y los espacios, confiriendo al conjunto un carácter etéreo, ingrávido e inmaterial. Los espacios físicos se mezclan con los espacios virtuales, y no se puede discernir donde finalizan los elementos arquitectónicos, y donde empieza la información visual. Se trata por tanto de un auténtico edificio multimedia, que cambia de aspecto y de color de acuerdo a las circunstancias.

- Autonomía energética de un rascacielos.

“La Llum” tiene un elevadísimo nivel de autosuficiencia energética, logrado por medio de la combinación de un correcto diseño bioclimático, fuentes energéticas solares, y fuentes energéticas geotérmicas.

- Flexibilidad Extrema.

El rascacielos “La Llum” ha sido proyectado para ser lo mas flexible posible, y poder ofrecer cualquier tipología y estructura laboral necesaria, sin necesidad de realizar obras. Un restaurante se puede transformar en una oficina y viceversa, simplemente moviendo tabiques y trasladando equipamiento, electrodomésticos y sanitarios. Cualquier oficina puede aumentar o disminuir su superficie, en una misma planta o en varias. Y si es así, la contabilidad, suministro de energía, niveles de equipamiento, modalidad personalizada de suministros, etc... se realizan como si se tratara de un solo espacio, aunque la actividad se desarrolle en varias fracciones de espacio en diferentes niveles.

- Facilidad de evacuación. 

El rascacielos ha sido diseñado para que pueda ser evacuado en pocos minutos, en el caso de que ocurra cualquier suceso que pueda poner en peligro la vida de las personas que lo habitan. Esto se ha logrado mediante el diseño del sistema jerárquico de ascensores, el diseño de las paradas de cada uno y su control mediante un sistema experto programado con información sobre las costumbres de las personas que lo habitan, así como su reacción al peligro. Por otro lado, el hecho de que los rascacielos estén interconectados garantiza que, en el caso de que las vías de evacuación verticales de uno de los dos rascacielos queden obstaculizadas, se pueda realizar la evacuación horizontal, a través del rascacielos colindante. 

- Extrema seguridad frente a impactos e incendios

El rascacielos "La Llum" ha sido diseñado para ser difícil de derribar en el caso de generarse un incendio, una explosión o impacto de aeronaves a gran altura. Por un lado, el impacto de una aeronave en la parte baja no derribaría el edificio, ya que el diseño estructural del rascacielos permitiría una redistribución de cargas por “efecto arco” alrededor de la perforación. Por otro lado, la parte superior del rascacielos es tan delgada que simplemente rompería las alas de una aeronave, mientras que el edificio permanecería intacto. En el caso extremadamente improbable que el impacto se realizara con el fuselaje de  aeronave (una probabilidad casi nula), solo caería la parte alta del edificio (no habitada) y las consecuencias no serian superiores a las que ocasionaría el impacto de la misma aeronave en el suelo de  ciudad. 

- Impacto visual positivo

La imagen del rascacielos es imponente, y al mismo tiempo muy atractiva y cercana, ya que su diseño se basa en elementos intrínsecamente humanos (fuego, sangre, esperanza, espiritualidad, vida, …).

Por otro lado, desde el punto de vista peatonal, el rascacielos parece mucho mas bajo de lo que en realidad es. Ello se debe a que la parte superior es redondeada y muy delgada, por lo que las líneas visuales tienen una inclinación mucho menor de la que tendrían las visuales de un rascacielos más bajo, pero con mayor volumen superior.