Distintas técnicas se han desarrollado para que el diseño de un edificio sea exitoso. Considerar elementos específicos de la arquitectura bioclimática, que buscan confort y reducción de energía, podrán definir el éxito de una edificación
María López de Asiain
Esquemáticamente, la arquitectura bioclimática se podría definir como el conjunto de soluciones a nivel proyecto capaz de crear un nivel de confort satisfactorio en un edificio determinado. El edificio en cuestión debe diseñarse de tal manera que sea capaz, en su interior y gracias a sus características, de modificar las condiciones ambientales.
Obviamente, las condiciones exteriores varían de un lugar a otro y en el tiempo. En consecuencia, en términos generales, un “edificio bioclimático ideal” debe poder reaccionar a esas condiciones, absorbiendo la máxima cantidad de energía solar durante el día en invierno y, al mismo tiempo, ser capaz de dejar la menor cantidad de calor posible. Por otr
o lado, en verano, el mismo edificio tendrá que ser capaz de rechazar la radiación solar, así como dispersar la máxima cantidad de calor que le sea posible.
Es posible alcanzar este comportamiento ideal utilizando una serie de medidas y mecanismos, o lo que se podrá definir como estrategias bioclimáticas.
Factores condicionantes del entorno
Los factores climáticos o microclimas inciden en el diseño correcto de edificios, de manera que interaccionen acertadamente con el medioambiente, pues es necesario un conocimiento preciso de las características climáticas del lugar (temperatura del aire, humedad relativa, viento y radiación solar).
La radiación solar llega a las diversas superficies que constituyen el edificio y puede ser un factor negativo o parte de una solución, dependiendo de la estación del año en la que se evalúe. Este aspecto afectará durante la etapa de diseño la ubicación, la orientación y el tamaño de las aberturas acristaladas que contendrá el edificio.
La temperatura del aire es otro de los factores que se tendrá que evaluar en el diseño del proyecto, por lo que será necesario determinar las variaciones periódicas en las que el punto máximo se localizará en verano y el mínimo en invierno. El rango térmico diario dará el diferencial entre la media mensual máxima y mínima. Al contar con estos datos se podrán estimar las pérdidas de calor de un edificio, así como sus ganancias; de esta manera, se diseñará el tipo de aislamiento y la protección térmica necesaria.
La humedad relativa y la orientación son otros factores por considerar en esta etapa del proyecto; en el primer caso, se trata de un componente que afecta los intercambios térmicos y el nivel general de confort, por lo que se tendrán que verificar las condensaciones en superficie que afecten al inmueble. Ahora bien, la orientación y morfología de los edificios es la relación entre distintos inmuebles y el entorno natural, por lo que barreras, estanques, entre otros, ayudarán a definir la orientación de la edificación
Factores de lugar
Las modificaciones locales del clima tendrán que ser evaluadas para tener éxito en el diseño del proyecto arquitectónico. En este sentido, será necesario estimar el emplazamiento del lugar; es decir, la definición de los elementos que modifican al clima, como son la vegetación, el terreno, la cercanía con centros urbanos, entre otros, pues éstos modificarán en gran escala el comportamiento de la edificación.
En general, las montañas modifican las masas de aire, pues crean barreras al viento que viene del mar y reducen la humedad, con lo que crean situaciones áridas en el lado opuesto. Además, obstaculizan el camino del aire y crean flujos diarios de subidas y bajadas, factor que en superficies planas, como valles, pueden crear corrientes de aire muy fuertes.
En cuanto a la vegetación, ésta obstruye, filtra y refleja la radiación; igualmente, modifica el movimiento del aire, el impacto de la lluvia, del hielo, la nieve, y la evaporación del agua del suelo, por lo que finalmente sirve como un control de las variaciones de la temperatura anual del lugar donde se planee construir.
Otro elemento que se tendrá que considerar es si existen fuentes sonoras perturbadoras en las cercanías del lugar por edificar con el propósito de evitarlas o, bien, utilizar y aprovechar sonidos agradables que puedan producirse (pasos de arroyo, viento de árboles, entre otros).
También habrá que definir la cantidad de polvo, humo, partículas o aerosoles que puedan afectar e interferir en la radiación que alcanza el terreno, difuminándola o repartiéndola; esto, debido a que las superficies se modifican al alterar las propiedades del suelo respecto de las del campo, y éstas inciden en la reflectividad, la capacidad calorífica y la conductividad térmica.
Factores condicionantes de la edificación
Una vez que se conoce el sitio, su clima, el recorrido del sol, la orografía y demás condicionantes del entorno, se podrá colocar el edificio en la parcela de implantación en función de la estrategia que se desee seguir.
En el caso de un clima templado, las estrategias serán de captación de radiación solar en invierno y protección en verano, mientras que un clima cálido y húmedo necesitará de buena protección solar y efectiva ventilación. Es importante resaltar que la forma urbana influye notablemente en las condiciones de contorno de un edificio, según los parámetros de forma, densidad, altura relativa y tipo de trama.
Ahora bien, el conjunto de características geométricas y volumétricas que puede tener un edificio se definirá directamente, por lo que se tendrá que tomar en cuenta la compacidad (grado de concentración de las masas que componen un edificio), porosidad (proporción entre volumen lleno y vacío del edificio) y esbeltez (alargamiento sobre la vertical).
La forma del edificio debe dar respuesta al clima y microclima del emplazamiento, ya que hay que tratar de minimizar las pérdidas de calor en épocas frías y las ganancias en épocas calurosas, para facilitar la protección contra vientos no deseados y favorecer la ventilación natural en los climas que lo requieran.
La altura, las dimensiones y la cantidad de compartimentos tendrán una incidencia directa en el posterior comportamiento del edificio, sobre todo en el aspecto térmico y de iluminación.
Las estancias en las que la ocupación es continua a lo largo del día deberán situarse en las áreas del edificio climatológicamente más favorecidas, con el objetivo de que se proteja al inmueble de desorientaciones desfavorables para el confort interno.
La cantidad de compartimentos que exista en el edificio dependerá directamente del tipo de clima que exista en la región; en el caso de entornos fríos se recomendará una elevada compartimentación por el control térmico que ofrece, mientras que en climas cálido-húmedos, los espacios abiertos que permitan la libre ventilación de aire serán adecuados. Además, la inclusión de elementos verticales o lineales permite la estratificación y disipación de calor al exterior por la parte superior del edificio o por los laterales, por lo que, si se requieren, se podrán utilizar en el proyecto final.
Otros reguladores del intercambio energético entre el edificio y el ambiente son el aislamiento térmico y acústico, así como la textura y el color que lo compongan.
En este caso, es importante la superficie de contacto entre el edificio y el terreno, porque se relaciona, en gran medida, con la inercia y estabilidad térmica. Las pieles de edificio constituidas como superposición de capas de materiales facilitarán la incorporación de elementos aislantes y el control energético, por lo que, en algunos casos, permitirá la ventilación en épocas determinadas. Ahora bien, la permeabilidad se aconseja en climas que necesitan ventilación abundante, y en climas cálidos es recomendable pintar las fachadas con colores claros para minimizar la absorción de calor.
Por otro lado, los materiales y las técnicas locales que se utilicen también son de gran importancia, al ser factores determinantes en el buen comportamiento frente al confort del edificio. Hay que recordar que el aprovechamiento del conocimiento arquitectónico regional proporcionará ventajas constructivas, en muchos casos, de gran impacto.
Por último, los elementos que constituyen la edificación serán los que proporcionen el aislamiento adecuado frente al ambiente exterior. Ventanas y puertas son aquellos más débiles en su relación con el exterior y, al mismo tiempo, considerables por su transparencia o traslucidez energética, por lo que resulta fundamental que sean debidamente tratados en cada caso.
Otro elemento, de mayor importancia que los anteriores, son las cubiertas, ya que se encuentran expuestas ante la radiación solar. Suelos, muros, porches, etcétera, funcionarán como reguladores del resto de los espacios del edificio. En muchos casos, matizaran el comportamiento de otros elementos, característica que definirá el control térmico de todo el edificio.
Es importante decir que la composición de soluciones arquitectónicas a partir de técnicas y materiales disponibles podrá definir el confort deseado; según las exigencias del usuario y del clima, se logrará exitosamente un proyecto arquitectónico.
Es así como el buen comportamiento bioclimático se debe entender y optimizar de acuerdo con el edificio, los ciclos de la materia, la energía y la información, por lo que los especialistas deben prestar especial cuidado a cada elemento y mantenerse actualizados en los estudios que definen esta alternativa constructiva.
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María López de Asiain Alborch
Estudió la licenciatura en Arquitectura en la Universidad de Sevilla; posteriormente, hizo un máster en Energías Renovables en la Universidad Internacional de Andalucía. Es doctora en Arquitectura por la Universidad Politécnica de Cataluña. Dentro de su trayectoria profesional ha participado en numerosos proyectos de investigación y docencia en universidades europeas y americanas. Actualmente, es profesora de la Universidad de Colima en México y miembro del Cuerpo Académico de Medio Ambiente.
