Arquitectura bioclimática. Segundo principio
En el artículo sobre los principios de la arquitectura sostenible, hablé de los 10 principios que debe cumplir un proyecto para ser verdaderamente sostenible. Hoy, hablaré del segundo de ellos: la arquitectura bioclimática.
El principio de la arquitectura bioclimática, nos brindará herramientas para el diseño basadas en:
1. La observación para una adecuada integración al paisaje.
2. Aplicación del diseño bioclimático
3. Comenzar a pensar en materiales sostenibles y/o biomateriales que den respuesta a ese diseño bioclimático.
El objetivo de aplicar el diseño bioclimático es disminuir al máximo el consumo energético de nuestro proyecto mientras cuidamos del confort y salud de las personas.
Y aquí se debe tener en cuenta que si una casa está construida con materiales naturales, pero no tiene diseño bioclimático aplicado, será una casa ineficiente, porque posiblemente pasarás o mucho frío o calor, y gastarás más energía innecesaria para lograr ese confort. Mientras que si construyes solo con bioclimática, sin pensar en los materiales, posiblemente no tengas en consideración que estos pueden ser tóxicos o con mayor huella de carbono. Así que por eso lo considero un principio fundamental dentro de la arquitectura sostenible, pero no el único. Si no forma parte de una metodología, que te hablaré otro día.
Llegó el momento de definir el concepto de bioclimática.
¿Qué es la arquitectura bioclimática?
Si dividimos la palabra en Bio (vida) y climática (clima), observaremos una respuesta inmediata: se refiere a la influencia de los elementos climáticos sobre la vida.
En la bioclimática, se estudian los patrones del viento, el agua, aspectos topográficos y geomorfológicos, y cómo estos interactúan entre sí. La finalidad del estudio bioclimático es lograr confort, eficiencia energética y una menor huella ecológica en nuestras construcciones. Nos centramos no sólo en reducir el impacto de la construcción de un edificio, sino también en optimizar su ciclo de vida útil.
Además, la aplicación de la bioclimática no se limita al edificio, sino que también se extiende a su entorno. Mejorar las condiciones externas (entorno inmediato) favorece el ambiente interior.
Este enfoque representa la evolución de la arquitectura vernácula hacia la arquitectura bioclimática, que integra el conocimiento ancestral y le añade dos componentes esenciales: la biología, para priorizar el confort de los usuarios, y la tecnología, para aprovechar nuestros conocimientos actuales y ofrecer soluciones adaptadas a los tiempos modernos.
Muchos expertos coinciden en atribuir el término "arquitectura bioclimática" al arquitecto Victor Olgyay, quien en 1963 publicó "Arquitectura y Clima. Manual de diseño bioclimático para arquitectos y urbanistas". En este libro, propuso un método general para el diseño de edificios que, aprovechando todas las condiciones naturales, logra el confort humano.
Este libro forma parte de mis recomendaciones de lectura que encontrarás en el siguiente video:
La bioclimática es fundamental en la concepción de un proyecto, ya que influye directamente en el diseño desde antes de comenzar a trazar esquemas en papel. El diseño bioclimático está dividido en 5 fases que te explicaré a continuación.
Fases del proyecto bioclimático
Fase 1: Recopilación y Análisis de los 7 Conceptos Básicos del Diseño Bioclimático
Antes de comenzar a planificar un proyecto, es esencial definir ciertos parámetros. Esto implica realizar un análisis inicial del cual se tomarán decisiones importantes para determinadas acciones. Para recopilar esta información de manera efectiva, es crucial considerar los siete principios básicos del diseño bioclimático.
Proyectando según el clima: En este punto, recopilaremos información sobre la latitud y las condiciones climáticas del lugar. Esta información nos ayudará a maximizar el confort y la eficiencia energética, seleccionar materiales y técnicas de construcción adecuados, y mejorar la integración con el entorno optimizando la orientación y la ventilación natural. También nos permitirá diseñar sistemas efectivos de manejo de agua y fortalecer la resistencia a condiciones climáticas extremas, mejorando la resiliencia.
Proyectando con el sol: Aquí entenderemos cómo incide el sol en el diseño. A nivel global, el ángulo con el que el sol incide cambia todos los días y varía a lo largo de las estaciones, especialmente durante los solsticios de verano e invierno, que son los periodos de máximo calor y frío, respectivamente(en el hemisferio norte). En la escala de un edificio, es fundamental estudiar cómo se orienta (norte, sur, este, oeste) y cómo la topografía del lugar influencia este ángulo. Esta información es vital para desarrollar estrategias que controlen la ganancia o pérdida de calor, mejorar la eficiencia energética y determinar la ubicación óptima de los paneles solares. Además, la posición del sol tiene un impacto directo en la elección de materiales y colores para las fachadas.
Proyectando con el viento: Entender el comportamiento del viento es crucial en el diseño de edificios porque permite optimizar la ventilación natural, lo cual es especialmente valioso en climas cálidos para reducir el consumo de energía. Además, un buen diseño puede proteger las edificaciones de vientos adversos, crear microclimas favorables mediante barreras naturales y configuraciones del paisaje, influir en la planificación urbana para evitar efectos de túnel de viento, y facilitar el aprovechamiento de la energía eólica.
Proyectando con el agua: Comprender los patrones del agua al diseñar un edificio permite implementar estrategias sostenibles para gestionar este recurso, evitar inundaciones, y optimizar su uso. Identificar cómo fluye el agua en un terreno facilita la prevención de riesgos y la planificación de infraestructuras adecuadas para el manejo del agua, incluyendo sistemas de drenaje y almacenamiento.
Proyectando con la tierra: Es fundamental entender cómo funcionan la erosión y la sedimentación al planificar y diseñar edificaciones, especialmente para evitar daños estructurales en áreas susceptibles a erosión. Además, conocer cómo estos procesos interactúan con el agua nos permite valorizar mejor las áreas del terreno que no son productivas. De esta manera, evitamos utilizar las zonas más fértiles y bajas para construcciones, preservándolas para usos más adecuados.
Proyectando con el confort: El confort impacta directamente en la experiencia de los usuarios dentro de un edificio. El diseño bioclimático busca crear un ambiente en el que las personas se sientan cómodas a lo largo del tiempo, lo cual implica manejar adecuadamente aspectos como la temperatura, la luz, el sonido, y la calidad del aire. A pesar de que no se puede satisfacer completamente a todos los usuarios todo el tiempo, es vital evitar condiciones que afecten negativamente su salud, rendimiento o descanso.
Proyectando con la energía: El uso de la energía en el bioclimatismo complementa las estrategias activas para lograr condiciones de confort que las estrategias pasivas no pueden alcanzar por sí solas, siempre asegurando un bajo consumo energético. Este tema se explorará en detalle bajo el concepto de eficiencia energética, donde se integran la bioclimática y la eficiencia energética. Las estrategias te los explico en la fase 3.
De cada uno de estos temas estaré hablando en mi Newsletter, así que no te olvides de suscribirte.
Fase 2: Selección de Procedimientos
Después de recopilar la información de la fase 1, llegó el momento de elegir los procedimientos que necesitamos para poder conseguir alcanzar las condiciones óptimas de confort en el proyecto. En resumen son los siguientes:
1. Ventilar: por variaciones de presión: estática (térmica) y dinámica (corrientes).
2. Calefacción: por aportación de calor de masas calientes.
3. Refrigeración: por pérdidas de calor hacia las masas frías.
4. Humidificar: añadiendo vapor directo, evaporando líquido.
5. Deshumidificar: extrayendo vapor por: condensación, absorción higroscópica, mezcla con aire seco.
Podemos alcanzar todos estos objetivos usando tanto sistemas naturales como artificiales. La bioclimática nos brinda diversas estrategias que promueven un enfoque natural, las cuales exploraremos en la fase 3. Para seleccionar estos métodos, contamos con herramientas como los gráficos bioclimáticos de Olgyay y Givoni. Además, programas como Climate Consultant nos ayudan a visualizar y analizar estos datos, facilitando la toma de decisiones informadas en la siguiente fase.
NOTA: Aunque los sistemas naturales suelen ser la mejor opción, es importante tomar decisiones basadas en la normativa local. Por ejemplo, la ventilación natural es ideal y muy recomendada, pero en algunos países, las regulaciones exigen que se utilice ventilación mecánica, la cual no puede ser reemplazada por la natural. Por lo tanto, es importante estar bien informado sobre los requisitos específicos de cada país.
Fase 3: Estrategias
Una vez que analizamos la información y que procedimientos necesitamos llegó el momento de profundizar en la estrategias. El conjunto de actuaciones que se dan y que caracterizan a la arquitectura bioclimática se llamarán estrategias pasivas o sistemas pasivos como lo conocen otros autores. Estas estrategias no requieren de consumos energéticos para funcionar.
Los sistemas pasivos mejoran el comportamiento del edificio aprovechando las ventajas que ofrece su ubicación, como el clima y la orientación. Esto se logra a través de la forma, el volumen, la masa del edificio y las propiedades de los materiales usados. Estos sistemas utilizan de manera eficiente factores como la radiación solar, aprovechándola cuando es beneficiosa y reduciéndola cuando necesitamos protegernos de ella. La inercia térmica y los materiales aislantes actúan como controles y amortiguadores de temperatura. Definir los resultados que deseamos alcanzar nos ayuda a seleccionar elementos específicos como muros, estructuras, techos, ventanas, tipo de vidrio y sistemas de protección.
Las estrategias bioclimáticas, puedes ser accesorios como colocar alguna persiana, o la misma arquitectura pueda formar parte de estas estrategias. A continuación te comparto una imagen de referencia de estas estrategias.
Fuente: Centro de Estudios de Energías Renovables.
Para diseñar las estrategias de un edificio, es importante analizar los periodos de mayor estrés térmico: el verano, que es la estación más cálida en el hemisferio norte, y el invierno, que es la más fría. Durante el verano, nuestro objetivo es refrigerar el edificio, mientras que en invierno buscamos conservar el calor. Estos objetivos se logran principalmente a través de sistemas pasivos.
Fuente: Centro de Estudios de Energías Renovables.
Cuando los sistemas pasivos no son suficientes debido a condiciones extremas o a limitaciones del edificio, recurrimos a las estrategias o sistemas activos. Estos sistemas necesitan energía para operar e incluyen iluminación artificial, ventilación mecánica, calefacción, refrigeración, agua caliente sanitaria y otros servicios necesarios. La optimización de estos sistemas se realiza en el principio 3 del diseño sostenible: La Eficiencia Energética.
Fuente: Centro de Estudios de Energías Renovables.
Fase 4: Herramientas de diseño
Una vez que tengamos las estrategias o sistemas pasivos definidos, podremos determinar las características que debe tener el edificio. Esto incluye la elección de materiales adecuados, cómo utilizar la iluminación natural para reducir el uso de luz artificial, qué tan confortable debe ser el interior, qué tipos de ventanas instalar, dónde ubicarlas, qué protecciones solares serán necesarias y si es viable usar energía renovable, entre otros aspectos.
Para medir y optimizar las estrategias pasivas, la bioclimática tiene algunas líneas de actuación que se centran en:
Definición de la orientación
Definición de la forma
Selección de dispositivos de protección y ganancia solar
Gestión de la ventilación e iluminación natural
Características de las ventanas
Selección de materiales de techo y muros.
Selección de sistemas constructivos
Selección de acabados con características técnicas y ópticas
Manejo de la vegetación.
Tener toda esta información de antemano nos dará una idea general de los profesionales que necesitamos contactar y todas las personas que estarán involucradas en el proyecto. Una gestión adecuada de todos los requerimientos técnicos y las necesidades del cliente nos permitirá lograr un proyecto sostenible.
Fase 5: El Diseño integrado
Una sola persona muchas veces no es experto en todo lo que he mencionado en la fase 4 y por eso es muy importante que exista un diseño integrado.
El diseño integrado implica que todos los involucrados en un proyecto deben participar desde el inicio, incluyendo a arquitectos, ingenieros, constructores, especialistas en instalaciones, clientes, paisajistas y otras partes interesadas. La participación temprana de todos estos actores permite recopilar información sobre las necesidades específicas de cada disciplina y aportar su conocimiento experto. Esto ayuda a optimizar el proyecto, reducir futuros problemas, evitar costes adicionales y dolores de cabeza. Además, trabajar conjuntamente hacia el objetivo común de crear un proyecto sostenible y saludable facilita una mejor comprensión del mismo y del impacto de cada etapa en lo que se conoce como análisis de ciclo de vida, algo que explicaré más adelante cuando llegue al principio de conservación de los recursos.
Este diseño integrado también brindará las herramientas para la evaluación de las estrategias ejecutadas y cómo solucionar problemas u optimizar resultados a tiempo.
Esta colaboración multidisciplinaria ayudará a reforzar los conocimientos y a fomentar la innovación de cada profesional.
De forma general esta es la metodología de la arquitectura bioclimática, y nos sirve de referencia para poder crear diseños sostenibles que más tarde se verán reflejados en la obra. Hay mucho más que podría escribir, como por ejemplo, ofrecerte estrategias bioclimáticas según el tipo de clima, pero creo que por hoy ha sido suficiente.
Iré profundizando en cada tema en los siguientes artículos que publique en esta Newsletter, e intentaré darte pistas de cómo se van relacionando todas las temáticas que vaya escribiendo por aquí.
Espero que te haya gustado y que te sea útil para tu formación
Un abrazo,
Adaliz Sayago
