Resilient incremental social housing design: Mexico City, Mexico

Abstract

(English) The rapid growth of Mexico’s urban population and the highly exposed vulnerability of the country to natural hazards and climate risk are aspects that need to be considered for the actual adaptation of the infrastructure to ensure the safety of all the residents. Last decade, private construction companies and the public administration in Mexico built different large-scale social housing projects for low-income occupants to provide a house to the most vulnerable population considering natural hazards and climate risk. The quality of the buildings is getting worse with time causing health problems, non-inclusive spaces, poor architectural flexibility, expensive maintenance, and poor environmental performance, among others. Having said that, the leading question of this study is: How to design a more sustainable and resilient incremental social house in Mexico City considering social, environmental, and economic aspects? The main limitation of this proposal is to respect the budget from the Mexican public administration designated to social housing projects.

To deal with economic restrictions of Mexican public administration, the incremental housing concept proposed in this study could be used to answer (1) current housing needs for most low-income families in Mexico City, (2) provide an affordable initial core housing with spatial flexibility for future housing expansion, (3) provide a more environmentally sustainable social housing design in terms of the entire life cycle of the construction considering energy consumption and water consumption and CO2 emissions. Therefore, this research study presents a methodology, which is a combination of BIM (Building Information Modelling) and MIVES (Integrated Value Model for Sustainability Assessment), to assess the three main pillars of sustainability in incremental social housing design. To validate the methodology, first it is applied to three existing incremental housing cases, which are scenario A in Mexico, scenario B in Puerto Rico and scenario C in Indonesia, sharing similar characteristics such as construction area, construction cost per m2 and high-risk flooding location in developing economies. As well as, the same methodology is applied to elaborate a design elaborated by the author called MICASA, to find the best architectural solutions for an incremental social housing in Mexico City.

The results show that the BIM-MIVES methodology is a useful tool for decision-making to improve the sustainability of social housing design in Mexico City. In this study, the proposal design, MICASA, shows 45% less CO2 emissions, 38% less energy consumption and 68% less solid waste than scenario A. MICASA is 2.5 times more expensive per m2 than scenario A, however, MICASA respects the cost limit assigned by the public administration for a low-income housing construction in Mexico City with a construction cost of 546.45 euros/m2. Considering social and environmental requirements, MICASA is the most sustainable case study compared to scenario A, B and C. The findings of this study suggest that it is feasible to design more sustainable social housing developments in Mexico City considering the environmental impact reduction, life-cycle cost and social acceptance respecting construction budget limitations.

(Español) El rápido crecimiento de la población urbana de México y la vulnerabilidad altamente expuesta del país a los peligros naturales y el riesgo climático son aspectos que deben considerarse para la adaptación de la infraestructura y garantizar la seguridad y el bienestar de todos los residentes. La década pasada, empresas constructoras privadas y la administración pública en México construyeron diferentes proyectos de vivienda social de gran escala para ocupantes de bajos ingresos y en algunos consideraron en el diseño los peligros naturales de las diferentes zonas. La calidad de estas edificaciones va empeorando con el tiempo provocando problemas de salubridad, espacios no inclusivos, poca flexibilidad arquitectónica, mantenimiento constante debido a la precaria calidad de los materiales, un pobre desempeño ambiental, entre otros. Dicho esto, la pregunta principal de este estudio es: ¿Cómo diseñar una vivienda social incremental más sostenible y resiliente en la Ciudad de México considerando aspectos sociales, ambientales y económicos? La principal limitación de esta propuesta es respetar el presupuesto de la administración pública mexicana destinado a este tipo de desarrollos de vivienda. Para hacer frente a las restricciones económicas de la administración pública mexicana, la estrategia de vivienda incremental, es propuesta en este estudio.

Esta estrategia podría usarse para: (1) responder a las necesidades actuales de vivienda para la mayoría de las familias de ingresos bajos en la Ciudad de México, (2) proporcionar una vivienda básica inicial asequible con flexibilidad espacial para la futura expansión, (3) proporcionar un diseño de vivienda social más sostenible ambientalmente en todo su ciclo de vida considerando el consumo de energía y agua, y las emisiones de CO2 . Dicho esto, esta investigación presenta una metodología, que en combinación de BIM (Building Information Modelling) y MIVES (Modelo Integrado de Valor para una Evaluación Sostenible), evalúa los tres pilares principales de la sostenibilidad en el diseño de vivienda social incremental. Para validar esta metodología, está se aplica a tres casos de vivienda incremental existentes, que son los casos de estudio A, B y C, y que comparten características similares como área de construcción, costo de construcción por m2 y localización en una zona de alto riesgo de inundación en economías en desarrollo, entre otras.

Asimismo, esta metodología es aplicada a un diseño elaborado por el autor, para encontrar las mejores soluciones arquitectónicas para la vivienda social incremental en la Ciudad de México. Los resultados muestran que la nueva metodología propuesta de BIM-MIVES es útil para la toma de decisiones para mejorar la sustentabilidad del diseño de vivienda social en la Ciudad de México. En este estudio, el diseño de la propuesta (MICASA) muestra un 45% menos de emisiones de CO2 , un 38% menos de consumo de energía y un 68% menos de residuos sólidos que el escenario A. MICASA es 2,5 veces más caro por m2 que el escenario A, sin embargo, MICASA respeta el límite de costo asignado por la administración pública para la construcción de una vivienda de interés social en la Ciudad de México con un costo de construcción de 546,45 euros/m2 . Teniendo en cuenta los requisitos sociales y ambientales, MICASA es el estudio de caso más sostenible en comparación con los escenarios A, B y C. Finalmente, este estudio sugiere que es factible diseñar desarrollos de vivienda social más sostenibles en la Ciudad de México considerando la reducción del impacto ambiental, el costo del ciclo de vida y la aceptación social respetando las limitaciones del presupuesto de construcción.