Elaborado por: M. Gabriela Villalobos Beranyely Padilla Gianella Guerra
La arquitectura bioclimática es aquella que se diseña teniendo en cuenta el entorno en el que será construida la edificación, aprovechando sus condiciones, para lograr un confort en su interior sin necesidad de usar sistemas de climatización.
Arquitectura bioclimática Considera Condiciones del terreno El recorrido del sol
Las corrientes de aire La humedad Las aguas subterráneas Los campos electromagnéticos, entre otros.
Aplicados en la edificación Orientación
Forma
Básicamente la arquitectura bioclimática es sensible al impacto que provoca en la naturaleza e intenta minimizar el consumo energético y con el, la contaminación ambientalLo ideal seria que esta arquitectura sea combinada con fuentes de energía renovable. En definitiva, no se trata de usar o inventar mecanismo ni sistemas extraños y muy elaborados, sino en diseñar y aplicar técnicas ya existentes de forma conjunta y saber sacar el máximo provecho a los recursos naturales que brinda el entorno sin condicionar el aspecto de la construcción.
• Lograr la calidad del ambiente interior, es decir, unas condiciones adecuadas de temperatura, humedad, movimiento y calidad del aire. • Controlar la producción de sustancias por parte de la edificación que puedan afectar el entorno: a. Sólidas: residuos urbanos b. Líquidas: aguas sucias c. Gaseosas: gases de combustión vinculados al acondicionamiento de los edificios. • Disminuir los consumos que afectan al desarrollo sostenible del lugar: el consumo de agua o de otras materias primas por encima de su capacidad de renovación. • Contribuir a economizar en el consumo de combustibles. • Disminuir la emisión de gases contaminantes a la atmósfera. • Disminuir el gasto de agua e iluminación.
A la hora de diseñar una vivienda o edificación que seguirá el concepto de la bioclimática, se deben tener en cuenta varios criterios como: •Un equipo pluridisciplinar para elaborar el diseño y todos los demás mecanismos y necesidades de la vivienda •Ubicación de la edificación •Orientación del lote •Ventilación •Trayectoria solar •Aspectos socioeconómicos de la comunidad
Pero si se desea convertir una vivienda ya construida en una bioclimática, se deben aplicar los siguientes criterios. Estos también se aplican para la construcción desde cero de edificaciones bioclimáticas. •Destacar la importancia del tratamiento exterior del edificio •Forma de la vivienda •Implantación de sistemas para el ahorro energético •Sistemas de captación de energía solar pasiva •Implantación de energías renovables aprovechables en ese lugar determinado •Sistemas de aislamiento •Sistemas de ventilación •Aprovechamiento climático del suelo •Sistemas evaporativos de refrigeración •Ahorro de agua
•Aprovechamiento de agua de lluvia •Diseño de sistemas para el precalentamiento del agua, mediante placas solares •Galerías de ventilación controlada •Sistemas vegetales hídricos reguladores de la temperatura y de la humedad •Disminución del consumo energético y con él, la contaminación ambiental •Sistemas de captación de luz natural •Climatización natural •Sistemas de control y gestión para optimizar el uso de la energía (domótica). •Protección contra la radiación en verano •Utilización de materiales ecológicos •Masa térmica
• Aumenta la eficiencia energética y reduce el impacto ambiental, al tiempo que mejora el bienestar de sus usuarios (temperatura de Confort). • Genera ahorro monetario en las facturas de electricidad y gas. • Es un proceso completo que abarca desde la elección del lote en que iniciará la construcción hasta la proyección de la estructura y la utilización de materiales ecológicos o la posibilidad de reciclaje de los mismos. • Permite lograr una mayor armonía entre el hombre y la naturaleza. • Ayuda a sustituir la casa que utiliza potentes aparatos de climatización para resolver el problema, a una casa que se integra y utiliza su entorno y el clima para resolver sus necesidades energéticas.
• Sobrecoste y encarecimiento de la vivienda. • Difícil adaptación de la sociedad a este tipo de arquitectura, al no estar acostumbrados a vivir sin sistemas de renovación controlada de aire. • Puede ser tratada con inferioridad ante la arquitectura esteticista que prefieren las personas.
Ahorro energético con arquitectura bioclimática: Recursos Los recursos que emplea la arquitectura bioclimática para lograr un significativo ahorro energético son: • Arquitectura solar pasiva, aprovechando al máximo la energía solar que proveniente del Sol y llega de manera directa al interior de la casa por medio de ventanales (Energía solar pasiva) • Aislamiento de techos y muros, para minimizar las pérdidas de calor o frescor (Dependiendo de la zona de ubicación) a través de estos, valiéndose del uso de materiales adecuados y la denominada masa térmica.
Ahorro energético con arquitectura bioclimática: Recursos • Disposición adecuada sobre el terreno, teniendo en cuenta que pueden existir accidentes geográficos naturales en el entorno de la vivienda que convengan ser aprovechados para mejorar las condiciones ambientales en su interior. Como la construcción de la edificación tras un montículo si se trata de zonas muy ventosas para protegerla, o en aéreas frías enterrar parte de la casa para aprovechar el calor constante del subsuelo además de buscarse una zona muy expuesta al sol. Mientras que en áreas cálidas se puede situar la casa en zonas sombrías y entre accidentes geográficos que canalicen corrientes de viento.
Ahorro energético con arquitectura bioclimática: Recursos • Disposición adecuada de las estancias, pues mediante esto y la correcta colocación de muros se puede lograr un flujo natural de aire por convección que traspase el calor de estancias que están recibiendo energía solar de manera directa a otras que no. • Evaporación directa: cuando una corriente de aire pasa por un depósito de agua o atraviesa un material poroso y húmedo o cuando se proyecta agua pulverizada, la evaporación que se produce enfría el aire, bien que se aumente con ello la humedad. • Uso de vegetación: la vegetación debe utilizarse al máximo, y, siempre que sea posible, las superficies construidas, como calles, techos, etc. deberán estar protegidas por las sombras de los árboles. Son medios de climatización muy útiles cuando se colocan cerca de la envoltura del edificio. La temperatura superficial de los muros protegidos del sol se reducirá y, por consiguiente, hacia el interior se transmitirá menor cantidad de calor.
Ahorro con arquitectura bioclimática: Resultados • Ventilación natural: entendida como la infiltración de aire fresco exterior a través de ventanas y aberturas a fin de crear corrientes que enfríen la piel por convección y ayuden a evaporar el sudor. • Ventilación nocturna: referida a los casos en que una edificación con suficiente masa térmica expuesta interiormente es ventilada de noche ampliamente con el objeto de enfriar dicha masa por convección, aumentándole así su capacidad de mitigar las altas temperaturas diurnas. • Iluminación natural: La edificación tendrá una distribución y una propuesta de espacios que permitan recibir la luz natural, y unos recursos constructivos que obtengan una mayor optimización de la incidencia de la luz solar en el edificio, en función del tipo de espacios. Así los espacios destinados a zona de vida tendrán que ser totalmente exteriores, y los de servicios podrán estar en una consideración de segundo orden
Los diagramas bioclimáticos fueron ideados por los hermanos Olgyay hace unos 50 años. Su propuesta, consiste en un diagrama donde el eje de las abscisas representa la humedad relativa y el de las ordenadas, la temperatura. Dentro del diagrama se localiza una zona de confort para el caso de una persona en actividad ligera, traje formal, sin viento y a la sombra. En el mismo diagrama se indican las condiciones fuera de la zona de confort para las cuales es posible alcanzar confort térmico ventilando, cambiando la temperatura radiante o evaporando agua.
Buscando incorporar la influencia de la envolvente de la edificación, Givoni creó un nuevo diagrama basado en los procesos de transferencia que se dan a través de ella y en la relación lineal entre la presión de vapor media mensual y la amplitud diaria de la temperatura del aire, la cual es característica del tipo de clima. Según esta relación y usando el diagrama psicrométrico definió zonas específicas alrededor de la zona de confort que indican las condiciones higrotérmicas del aire bajo las cuales se puede alcanzar confort térmico apelando a alguna de las siguientes estrategias de diseño:
Por suponer que todo se da al exterior, el diagrama de Olgyay fue sugerido para edificaciones livianas en regiones cálidohúmedas, en las cuales la temperatura interior pueda suponerse similar a la exterior.
• Ventilación natural • Masa térmica • Ventilación nocturna • Evaporación directa • Calefacción solar pasiva
• Zona de confort: la temperatura y la humedad se ubican fuera de la zona de confort
todo el año.
• Ventilación natural: es factible lograr confort por medio de ventilación natural, salvo en las horas más calurosas (final de la mañana y la tarde). Específicamente, la ventilación permite obtener confort el 65% del año (casi 100% en los meses menos calurosos). • Masa térmica: en razón de la elevada humedad la masa térmica es poco eficaz para obtener confort de día al interior de las edificaciones (sólo 5% del año y menos de 10% en los meses menos cálidos). • Ventilación nocturna: la ventilación nocturna no aumenta la probabilidad de lograr confort en comparación con la masa térmica. • Evaporación de agua: durante todo el año la elevada humedad impide sacar provecho de la evaporación directa como recurso de enfriamiento.
Academia de Ciencias de California San Francisco, USA. 2008
Casa Marika Alderton Comunidad de Yirrkala, Australia 1991-94 Arq. Glenn Murcutt
CO2 Saver House Arq. Peter Kuczia Lago Laka, Polonia 2007
Pearl River Tower China Arq. Gordon Gill 2011
340 on the Park Chicago, USA 2007 Solomon Cordwell Buenz
Hearst Tower Nueva York, USA Arq. Norman Foster 2006
Torres gemelas del Centro de Comercio Mundial de Bahrein Bahrain, Golfo Arquitectos / Dise単adores: Atkins 2007
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