Corrección ortográfica y de estilo: Anaelena Olivares Solís
INTRODUCCIÓN
CONFORT EN EL ESPACIO ARQUITECTÓNICO
LA TRANSMISIÓN TÉRMICA
∙La conducción
∙La convección
∙Radiación
∙Evaporación
∙Sistemas activos
∙Sistemas pasivos
∙Dispositivos solares horizontales
EL CLIMA Y SUS VARIABLES
∙Cartas bioclimáticas
Victor Olgyay Giovoni Mecánica de vientos
∙Dispositivos solares verticales
∙Parte luces
∙Dispositivos solares combinados
Muro trombe
Pesca vientos
Ventanas pivotantes
Dispositivos mecanizados (domótica)
Edificio girasol
Módulos de flujo de aire en el interior de edificios
∙"El ladrillo en la obra de Kahn"
Materiales
ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA
∙Arquitectura vernácula
∙Arquetipos constructivos-técnicos en diferentes climas
VISIONES ARQUITECTÓNICAS REVOLUCIONARIAS
∙Ken Yan
∙Glenn Murcutt
∙Renzo piano
BIBLIOGRAFÍA
∙Centro Cultural Jean Marie Tjibauo
∙Diébédo Francis Kéré
∙ Le Corbusier
INTRODUCCIÓN
¿Cuál es el punto de toda vida? Si bien esta pregunta puede tener una respuesta según desde el lente que se observe, raya en un conocimiento popular una respuesta con base en un proceso simplificado. Se dice que toda vida nace, crece, se reproduce y muere. Y si bien este enunciado deja un sinfín de huecos por abarcar, para siquiera tener un esbozo de la vida, sugiere una serie de condiciones que pueden permitir esta. El origen de la vida, la energía con la que crece, se desarrolla y el entorno que le permite vivir para en última instancia concluir. La vida (el hombre) se esfuerza por llegar a un punto en el que adaptarse a su entorno le requiera solamente un mínimo de energía. Las condiciones bajo las cuales consigue este objetivo se definen como zona de confort. En palabras de Oglyay, (1963), “El control del entorno y la creación de condiciones adecuadas a sus necesidades y al desarrollo de sus actividades son cuestiones que la humanidad se ha planteado desde sus orígenes.”
Cierto control ya puede vislumbrase en la “arquitectura primitiva”, en un esfuerzo de cubrirse, es posible pensar en la cueva como los inicios de una adecuación pertinente para estar en un punto de confort.
Este hecho podemos referirlo como uno de los inicios del concepto de arquitectura –una adecuación física del entorno en beneficio del hombre como especie– Situándolo de forma más meticulosa hasta nuestra contemporaneidad como el bioclimatismo en la arquitectura. Es decir, las condiciones físicas del entorno que intervienen en el confort biológico del cuerpo humano. Nuevamente, Oglyay define al confort dentro de los límites superior e inferior de temperatura que puede resistir un cuerpo biológico; el punto medio entre una temperatura muy baja (punto de congelación) y una temperatura muy alta (punto de insolación).
Sierra Florensa (1996) cita en el prefacio de arquitectura y climas, el hecho de que en la década de los setenta y a raíz de la crisis de la energía, la sociedad occidental en general –y una parte importe del sector de la arquitectura– hicieron conciencia de la cantidad de energía artificial que se consumía en las ciudades modernas, energía que mantienen hospitales, residencias, telecomunicaciones y transportes, es este punto la partida de los estudios concernientes al máximo aprovechamiento energético para efectos de la industria de la edificación. Sierra recalca que aunque este sería el punto de inflexión –histórico– para estos años, Victor Olgyay ya tenía ciertos avances de 20 años de antigüedad. Estudios de la relación directa entre clima del entorno y el objeto arquitectónico y del aprovechamiento eólico, solar y lumínico; para hacer de este un espacio “confortable” sin necesidad de equipo mecánico. (Soluciones pasivas).
Fig. 1. Esquema del confort humano en términos físicos según Victor Olgyay, el confort entre el punto de congelamiento y la insolación. Elaboración propia.
CONFORT CON EL ESPACIO ARQUITECTÓNICO
Entendiendo al confort humano como el cúmulo de condiciones físicas que permiten el correcto funcionamiento biológico, es posible delimitar este en función de ciertos puntos.
Temperatura, humedad relativa, viento, precipitación, nubosidad y altitud. Dichos parámetros, aunque pudieran extenderse mayormente desde el punto de vista meteorológico, sirven como pautas en las que el “quehacer arquitectónico” puede intervenir, es decir, pautas a partir de las cuales la planeación de espacios, fachadas y orientaciones se pueden manipular para llegar a un confort con la intención de suprimir soluciones mecánicas en tanto sea posible.
Es posible entonces hacer una descripción del concepto en sí, derivado de la figura anterior.
Fig. 2. Variables que intervienen en la percepción de la temperatura humana. Elaboración propia.
3. Ejemplo de carta solar equidistante y sus partes. Extraída de la latitud 10.
De las cartas solares
Entendiendo al sol como nuestro astro rey y como nuestra principal fuente de energía en el planeta, es posible referir entonces a la incidencia solar como la causante de la radiación solar, a myor incidencia solar, la radiación tenderá a aumentar si es que no se disipa. Es aquí donde, en relación con el objeto arquitectónico surge la pregunta “¿de dónde viene el sol? Toma relevancia, y es que, en relación a este único punto, se puede disponer de ciertos elementos que impidan o propicien su paso.
Si bien, en la actualidad existen en el “mercado” herramientas como Revit, Lumion o Sketchup, que son capaces de realizar simulaciones de la incidencia solar con respecto a unas coordenadas, es posible pensar que parten del concepto de las cartas solares. Misma herramienta que, basándose en el recorrido solar, ayuda a disponer de variables importantes, el ángulo azimut y el ángulo de incidencia solar.
En adición a saber de dónde viene el sol, saber la temperatura de un espacio puede resultar determinante para intervenir en él o a la hora de tomar decisiones en la generación de nuevos espacios. Para confirmar este dato existen cámaras térmicas o dispositivos de rayos infrarrojos que nos permiten determinar la temperatura en un determinado punto.
Fig.
Fig. 4 Dispositivos de medición de temperatura, cámara termográfica fluke, flir o unit son marcas que se encuentran el mercado o dispositivos de rayo infrarrojo. También se puede mencionar a los termómetros a bulbo seco y húmedo
5.
Otra variable de la temperatura es la humedad relativa, es decir, la cantidad de partículas de agua expuestas en el aire. La humedad relativa es cómo describimoscuánta humedad hay en el aire frente a la cantidad máxima que el aire puede contener a una temperatura determinada. El aire más cálido es capaz de contener más vapor de agua. La HR se expresa como porcentaje. Por ejemplo, 0% RH significa que el aire está completamente seco y 100% de humedad relativa significa que está a punto deformarse niebla o rocío a medida que el vapor se condensa.
Cuando la temperatura desciende por debajo del punto de rocío, el vapor de agua se convierte en precipitación como lluvia, nieve o rocío. Generalmente, la HR se escribe generalmente así: 80F, 60% HR.
Si bien existe una metodología matemática con la que se puede llegar a este dato, también existe un dispositivo que nos permite obtenerlo en un determinado ambiente. El higrómetro o higrógrafo es un instrumento que se utiliza para medir el grado de humedad del aire o de otros gases. En meteorología es un instrumento usado para medir el contenido de humedad en la atmósfera.
Los instrumentos de medida de la humedad por lo general se basan en las mediciones de alguna otra magnitud como la temperatura, la presión, la masa o un cambio mecánico o eléctrico en una sustancia cuando absorbe la humedad. Mediante la calibración y el cálculo del funcionamiento del higrómetro, una vez conocidas estas otras magnitudes es posible deducir la medición de la humedad. Los dispositivos electrónicos modernos usan la tempertura de condensación (el punto de rocío), o cambios en la capacitancia o en la resistencia eléctrica para medir las diferencias de humedad.
Un higrómetro que para calcular la humedad se vale de la diferencia de temperaturas entre un termómetro con el bulbo seco y otro con el bulbo húmedo, normalmente se denomin psicrómetro.
Fig.
Higrómetro mecánico antiguo (el primer higrómetro fue inventado en 1480, hoy en día, existen digitales)
Fig. 6 Datos promedio de velocidades de viento para la ciudad de puebla. Extraído de weatheronline.mx el 18 de octubre de 2023.
Para verificar las velocidades del viento así como sus procedencias, resulta posible corroborar esta información en los centros meteorológicos locales, mismos que proporcionan datos promedio a lo largo del año. Por otra parte, el anemómetro es capaz de percibir desde pequeñas corrientes de viento y generar una medición de la velocidad.
Fig. 8. Otros datos promedio para la ciudad de Puebla. Extraído weatherspark.com el 18 de octubre de 2023.
Fig. 7 BTMETER BT-100 Anemómetro de mano, medidor digital de velocidad del viento CFM, probador de velocidad de flujo de aire para drones de disparo HVAC, enfriamiento del viento, temperatura del viento de -10 °F a 100 °F.
LA TRANSMISIÓN TÉRMICA (TRANSMITANCIA TÉRMICA)
La transmitancia térmica U –pero denominada también como Valor-U en algunos lugares– es la medida del calor que fluye por unidad de tiempo y superficie, transferido a través de un sistema constructivo, formado por una o más capas de material de caras plano paralelas cuando hay un gradiente térmico de 1 °C (o 1K) de temperatura entre los dos ambientes que éste separa, M. A. Gálvez Huerta (2012).
Aunque el concepto de transmitancia térmica se desenvuelve en el ámbito constructivo/arquitectónico, se parte del hecho físico de los intercambios de energía térmica. Mismo hecho físico que podemos entenderlo desde nuestras acciones cotidianas hasta la forma en que percibimos un espacio el cual habitamos.
Para describir los intercambios de energía térmica podemos valernos de tercera ley de la termodinámica, misma que refiere que “si dos sistemas están en equilibrio térmico de forma independiente con un tercer sistema, deben estar también en equilibrio térmico entre sí”. Esto puede expresarse lógicamente como que si A = C y B = C, entonces A= B, (Leskow, 2018).
Es decir, que en tanto haya cierta cercanía entre objetos y por lo tanto, cercanía de diversas temperaturas, estas tenderán a equilibrarse. Expresado según el Mtro. Arq. Pugliesse, los objetos con mayor energía térmica cederán esta hasta equilibrarse a los objetos con menor energía térmica, “el hielo se calienta en un vaso con agua”.
Retomando el concepto de transmitancia térmica (los intercambios de energía térmica en las construcciones habitables) podemos referir las 4 formas por las cuales se pueden dar estos intercambios; la conducción, la convección, la radiación y la evaporación. Si bien describirlos desde un punto de vista técnico-arquitectónico pudiera rayar en lo empírico, esta perspectiva nos es beneficiosa al momento de tomar decisiones en este mismo rubro.
9. Grafica de los intercambios de energía térmica (tercera ley de la termodinámica) en la interpretación del Mtro. Arq. Ricardo Pugliesse. Elaboración propia.
La conducción
Es el mecanismo de transferencia de calor en escala atómica, a través de la materia por actividad molecular causado por el choque de unas moléculas con otras, donde las partículas más energéticas le entregan energía a las menos energéticas, produciéndose un flujo de calor desde las temperaturas más altas a las más bajas. Los mejores conductores de calor son los metales. El aire es un mal conductor del calor y los objetos malos conductores como el aire o plásticos se llaman aislantes. La conducción de calor sólo ocurre si hay diferencias de temperatura entre dos partes del medio.
propia.
Fig.
Fig. 9. Grafica del intercambio térmico por conducción. Fuente, elaboración
La convección
La convección es una de las tres formas de transferencia de calor y se caracteriza porque se produce por intermedio de un fluido (aire, agua) que transporta el calor entre zonas con diferentes temperaturas. La convección se produce únicamente por medio de materiales fluidos. Éstos, al calentarse, aumentan de volumen y, por lo tanto, disminuyen su densidad y ascienden desplazando el fluido que se encuentra en la parte superior y que está a menor temperatura. Lo que se llama convección en sí, es el transporte de calor por medio de las corrientes ascendente y descendente del fluido.
En el diagrama de funcionamiento convectivo, en un espacio con características habitables, podemos observar que dados los intercambios de temperatura, la masa de aire con mayor energía térmica (caliente) pierde peso, con esto incrementa su volumen y tiende a subir, mientras que la masa de aire con menor energía térmica (frío), en tanto tiene mayor peso que su contraparte, tiende a bajar. Este hecho físico se puede aprovechar y manipular en la práctica arquitectónica dando salidas lógicas a las masas de aire caliente para evitar el acumulamiento de energía térmica (radiación), así como generando entradas estratégicas que permitan un confort.
Fig. 10. Gráfica del intercambio térmico por convección. El aire caliente sube, mientras que el aire frío baja, generando un ciclo. Fuente, elaboración propia.
Fig. 11. Gráfica del intercambio térmico por convección. El aire caliente sube, mientras que el aire frío baja, generando un ciclo. Fuente, elaboración propia.
La radiación
Consiste en un transporte de energía calorífica que puede tener lugar tanto en presencia de materia como en ausencia de ésta (en el vacío). No exige, en consecuencia, la presencia de materia. Este proceso tiene carácter de onda electromagnética térmica; es decir, cualitativamente es una onda electromagnética (que en el vacío se propaga a la velocidad de la luz), y de manera concreta de un determinado rango de frecuencias. La emisión tiene lugar en todas direcciones y al incidir en un cuerpo, este puede actuar reflejándola, absorbiéndola –con aumento de la energía interna, incremento de la temperatura– o transmitiéndola. Se denomina radiación térmica a la que resulta exclusivamente de la temperatura (puede haber radiación debido a bombardeo de electrones, a descargas eléctricas, etc).
Evaporación
Es un proceso físico que consiste en el paso lento y gradual de un estado líquido hacia un estado gaseoso, tras haber adquirido suficiente energía para vencer a la tensión superficial. Además, como las moléculas de mayor energía escapan y las que quedan tienen menor energía cinética media, la temperatura del líquido se reduce. Este fenómeno también es llamado de enfriamiento evaporativo. Ejemplos de dicho fenómeno son la transpiración (evapotranspiración), el efecto refrigerador del botijo.
Dada la condición de la materia (gaseosa), es posible referir entonces un sistema de enfriamiento evaporativo, mismo proceso natural donde se utiliza la evaporación del agua como medio para enfriar el aire. Este enfriamiento se produce gracias a que el paso de agua líquida a vapor de agua utiliza calor para cambiar de fase pero sin aumentar la temperatura. Se produce un aumento porcentual de la humedad relativa del aire, perdiendo a la vez una parte de su calor, haciendo que descienda la temperatura.
Por ende, es posible hacer una distinción de las acciones de diseño del funcionamiento de un espacio habitable, en la que intervienen los sistemas activos, y que tienen que ver con un funcionamiento de equipos externos, que permitan realizar las actividades en un ambiente confortable. Y los sistemas pasivos que permiten estas mismas actividades sin la necesidad de equipos externos, sino más bien, con la manipulación de en las geometrías, disposiciones, aplicaciones y jerarquías de elementos compositivos, así como la utilidad y funcionamiento de elementos constructivos y estructurales bajo el entendimiento de las formas de transferencia térmica.
Fig. 12. Esquema de enfriamiento por evaporación. Extraído de fission-engineering.net
Sistemas activos
En El delirio de Nueva York, (2004), Koolhaas, refiere el planteamiento del edificio Downtown Athletic Club, donde en un piso había hombres semidesnudos practicando box y comiendo ostras, mientras que en el piso siguiente la superficie entera estaba cubierta por una pista de patinaje sobre hielo. A este hecho lo llama la “arquitectura total”, donde la ambientación de un espacio ya no estaba determinada por la geografía, el tiempo o la región del planeta, sino que, ahora solo la limitaba una adquisición económica, que alguien pudiera pagarlo para que fuera rentable.
Bajo esta premisa resulta fácil pensar en un confort en climas extremosos con la ayuda de equipos mecánicos que permitan un ambiente agradable.
Fig. 13. Del consumo energético del mundo por año. Extraído de: World energy consumption.svg.
Es posible entonces, hacer una mención básica de los conceptos básicos conlos que se cuentan en el mercado para satisfacer necesidades climáticas, el aire acondicionado para climas con tendencia a las altas temperaturas, la calefacción para bajas termperaturas o poca incidencia solar, y la refrigeración para efectos de la conservación de alimentos u objetos de temperatura controlada (esculturas o incluso reposterías).
En ese acto de solventar esas necesidades del ambiente, el funcionamiento de todo tipo de equipos adquiere un valor intrínseco para quien lo ocupa, pero también para quien lo provee, es decir, en esa medida de la demanda hay toda industria mundial que oferta todo tipo de equipos. Desde ya entonces, podemos realizar una observación, esta satisfacción (al igual que muchas otras cosas) se convierte en un privilegio que no todo el mundo puede pagar, y, por otro lado, en esa medida de gente o industrias adquieren estos sistemas de aire acondicionado, calefacción o refrigeración, debe de haber producciones de energía equivalentes que generan un círculo con una validez cuestionable, y es que, de acuerdo con la fundación descubre la energía, la sociedad mundial actual tiene un consumo de 85 billones (85.000.000.000.000) de kiloWatios hora anualmente (energía comercial), misma cifra que a lo largo de los años ha ido en aumento.
Fig. 14. De los principales sistemas activos para controlar el ambiente. Fuente: elaboración propia a partir de Alvaro Ruìz.
Sistemas pasivos
Como ya se mencionó, los sistemas pasivos permiten tener el cúmulo de condiciones climáticas en un espacio que permitan desarrollar las actividades sin la necesidad de equipos externos, sino con la manipulación de en las geometrías, disposiciones, aplicaciones y jerarquías de elementos compositivos, así como la utilidad y funcionamiento de elementos constructivos y estructurales bajo el entendimiento de las formas de transferencia térmica. Aunado a esto, resulta pertinente, establecer que se logra esto, mediante la optimización de los fenómenos físicos en función de un objeto (ver apartado de las cartas bioclimáticas de Olgyay y Giboni).
Es entonces que a continuación se presentan estas técnicas soluciones pasivas para manipular ciertas variables de la climatización que impactanen un objeto arquitectónico.
Dispositivos solares horizontales
Se presenta la figura 14, donde el número de planos seriados que puedan interceptar la incidencia solar será proporcional a la altura del objeto o fachada donde se pretenda colocar, mientras que la longitud “L” estará dispuesta según el ángulo de inclinación solar y el criterio que tome en relación a este, es decir, hacer que haya entrada de rayos del sol o no, en menor o mayor medida. Estos dispositivos obtienen un mayor valor cuando se les emplea (en latitudes cercanas a 19º) en orientaciones sur, que es donde el recorrido solar tiende a un ángulo frontal.
Fig. 15. De los dispositivos solares horizontales. Fuente: Elaboración propia.
Fig. 16. Edificio de viviendas DeFlat Kleiburg de Ámsterdam, de NL architects y XVW architectuur, mismo que en 2017 obtuvo el Premio Mies van der Rohe. Utiliza planos seriados a manera de dispositivos solares horizontales y que también fungen comopasillo.
Dispositivos solares verticales – parte luces
Se presenta la figura 16, donde el número de planos seriados que puedan interceptar la incidencia solar será proporcional a la longitud del objeto o fachada donde se pretenda colocar, mientras que la longitud “L” estará dispuesta según el ángulo de azimut y el criterio que tome en relación a este, es decir, hacer que haya entrada de rayos del sol o no, en menor o mayor medida. El valor de estos dispositivos yace en la versatilidad, ya que funcionan tanto para fachada este y oeste.
17. De los dispositivos solares verticales. Fuente: Elaboración propia.
Fig.
Dispositivos solares combinados
Según (Requena Ruiz, 2009) para Lecorbusier, en tanto fue afectado por los asoleamientos excesivos en las construcciones árabes de Andalucía, que conoció viajando por España, “diseñó un mecanismo de lamas giratorias de sección cruciforme destinado a un proyecto de viviendas sociales.” (Barcelona, 1931). Propuesta que, al abarcar toda la fachada de una tipología estrecha y profunda, resultó excesiva en clima Mediterráneo, donde en verano el sombreamiento previsto sería correcto, pero la incapacidad de permitir la entrada de radiación solar en invierno arruinaría su funcionalidad. El grupo de lamas conseguiría, en el caso más favorable, romper la luz dirigiéndola en mayor medida hacia suelo y techo, incrementando la radiación difusa levemente sin solventar la deficiencia de iluminancia interior, ni favorecer el calentamiento invernal de los espacios adyacentes.
Si bien, Charles-Édouard Jeanneret, dedicó toda su vida como arquitecto al estudio de los impactos ambientales dentro de su arquitectura –“La arquitectura es eljuego sabio, correcto y magnífico de los volúmenes bajo la luz”– Requena Ruíz, nos presenta como una primera etapa dicho suceso.
Fig. 18. Torre Hongkou Soho, Shanghái (2015) por Kengo Kuma.
Pabellón de exposición de Zurich, Suiza (1965).
Fig. 19. Evolución de los sistemas para soles de lecorbusier, desde el Brise solei hasta los módulos y cubierta de zurich.
Unité d'Habitation de Marseille (1945).
Fig. 20. Dispositivos solares combinados, horizontal y vertical. En este caso la longitud “L” está en función de las necesidades de la orientación. Fuente: elaboración propia.
Fig. 21. Fachada objetos concebidos con la tendencia de dispositivos combinados. Ejercicio de elaboración propia a partir de la asginatura teoría de la forma y la configración en la Universidad Gestalt de diseño.
Muro trombe
Un muro Trombe o muro Trombe-Michel es un muro o pared orientada al sol, preferentemente al norte en el hemisferio sur y al sur en el hemisferio norte, construida con materiales que puedan acumular calor bajo el efecto de masa térmica (tales como piedra, hormigón, adobe o agua), combinado con un espacio de aire, una lámina de vidrio y ventilaciones formando un colector solar térmico. Edward Morse patentó el diseño en 1881 (US Patent 246626), pero este fue ignorado hasta 1964. En los años 1960 el diseño fue popularizado por las construcciones que usaban los principios de la casas solares pasivas en Font-Romeu-Odeillo-Via, Francia, por el ingeniero Félix Trombe y el arquitecto Jacques Michel.
Su funcionamiento se basa en la diferencia de densidad del aire caliente y el aire frío, que provoca corrientes en una u otra dirección dependiendo de las trampillas que estén abiertas. Estas corrientes de aire caliente o templado, calientan o refrescan,introduciendo o extrayendo, el aire caliente del edificio o las habitaciones donde seinstale. Es un dispositivo que puede perfectamente construir cualquiera con un mínimo de conocimientos de construcción. Aunque dependiendo del acabado y de los materiales usados, concretamente los cristales y aislantes, puede dar un rendimiento más o menos bueno.
Fig. 22. Del funcionamiento del muro trombe en verano, el elemento de masa acumulada promueve una temperatura baja. Fuente: elaboración propia.
Fig. 23. Del funcionamiento del muro trombe en invierno, el elemento de masa acumulada promueve una temperatura alta por radiación, en este caso, se suma el concepto de hermeticidad térmica para inducir el fenómeno al interior. Fuente: elaboración propia.
Durante el día, los rayos del sol atraviesan la lámina de vidrio calentando la superficie oscura del muro y almacenando el calor en la masa térmica de este. En la noche, el calor se escapa del muro tendiendo a enfriarse principalmente hacia el exterior. Pero como se encuentra con la lámina de vidrio –es semiopaca a la radiacióninfrarroja– el calor es entregado al interior del local. Debido a esto, la temperatura mediadiaria del muro es sensiblemente más alta que la media exterior. Si la superficie vidriada es mejorada en su aislamiento térmico (mediante doble o triple vidrio), la pérdida de calor hacia el exterior es mucho menor elevando la temperatura del local a calefaccionar. Esto permite que mientras en el exterior hay bajas o muy bajas tempaturas, el interior del local se encuentre en confort higrotérmico y adecuadamente diseñado y calculado, se puede lograr una temperatura constante de 18 o 20 °C en el interior de la casa.
En el diseño original, la superficie de captación solar era muy pequeña y había mucha pérdida de calor al ambiente exterior, debido a que la resistencia al paso del calor entre la superficie del colector y el interior es la misma en ambas direcciones.
Un muro Trombe moderno posee ventilaciones (orificios) en la parte inferior y superior del muro para permitir que el aire menos caliente ingrese por la parte inferior, luego circule en la cámara de aire entre la superficie exterior del muro y el vidriado y con más calor, salga por el orificio superior hacia el ambiente interior. Esto bajo elfenómeno físico denominado convección. Como la masa térmica del muro acumuló el calor del día este irá entregando lentamente el calor al interior del local a lo largo de la noche. Los orificios de ventilación deben poseer rejillas o esclusas a modo de puertillas para regular el flujo del calor y evitar un flujo inverso nocturno que enfríe el ambiente interior en vez de calentarlo. Otra alternativa es cambiar el muro por una lámina metálica con aislamiento térmico en la cara interior conformando un colector solar de aire caliente que permite calentar un mayor caudal de aire a mayor temperatura y acumular este calor en la estructura del local. Para esto, los muros y techos deben poseerun buen nivel de aislamiento térmico en la cara exterior de los mismos para minimizar las pérdidas de calor del local a climatizar. También pueden incorporarse ventilaciones en la parte superior e inferior del vidriado exterior, para refrescar el ambiente interiordurante el verano evitando un sobrecalentamiento del muro.
Pesca vientos
Si se quiere hablar de técnicas constructivas de enfriamiento pasivo, es posible referir a los pesca vientos, elementos verticales que se alzan sobre el espacio en cuestión y que, en tanto están orientados hacia las presiones positivas, permiten el acceso al viento canalizándolo hacia el espacio deseado. Si bien, hasta este punto, la descripción sería una mera conducción y canalización del viento, el punto clave de esta técnica radica en la colocación de dispositivos de agua para que, al momento del paso del viento, este pueda llevar consigo partículas de agua que permitan una brisa que refresque el espacio por convección y evaporación.
Fig. 24. Del funcionamiento de los pesca-vientos, como sistema de enfriamiento pasivo. Fuente: elaboración propia.
Ventanas pivotantes
Las ventanas de apertura pivotante nos ofrecen múltiples beneficios con respecto a la estanqueidad, insonorización y accesibilidad. Este tipo de apertura gira alrededor de un eje central, que hace que la hoja rote de manera vertical u horizontal, dejando un espacio de abertura que se puede regular según se desee ventilar. Se puede conseguir, en un ángulo de 90°, que la ventana quede en su abierta en su mayoría, lo cual nos supondría un notable nivel de ventilación.
25. Esquema de funcionamiento de las ventanas pivotantes en eje x. Fuente propia
En lo que respecta a su nivel de estanqueidad, son ventanas bastante herméticas y ofrecen un campo de visión muy amplio que no ocupan un gran espacio cuando realizan la apertura y le dan un toque de diseño al espacio donde se instale. También, gracias al eje giratorio son fáciles de limpiar desde el interior, sin que suponga un gran esfuerzo.
El eje rotativo permite que la ventana pueda realizar la apertura con un solo movimiento de empuje. Dependiendo de dónde se instale el eje (en el marco horizontal o vertical) de la ventana, podremos abrir esta en dos sentidos: girando sobre el eje vertical o girando sobre el eje horizontal.
Fig.
Dispositivos mecanizados (domótica)
El significado de domótica hace referencia al conjunto de sistemas y tecnologías capaces de automatizar una vivienda, mediante la gestión inteligente de la energía, las comunicaciones, la iluminación, la seguridad y todos los elementos de una vivienda o edificación con el fin de aportar seguridad, bienestar y confort. Entonces, ¿Qué hace la domótica? Gestiona una vivienda de forma inteligente y automática. Estos sistemas pueden estar integrados por medio de redes interiores y exteriores de comunicación, cableadas o inalámbrica, cuyo control goza de cierta ubicuidad, desde dentro y fuera del hogar.
Fig. 26. Esquema de funcionamiento de las ventanas pivotantes en eje Y. Fuente propia
Edificio girasol
Villa Girasole (en italiano girasol) es una casa rotacional que gira progresivamente siguiendo el movimiento del sol durante el día. La Villa Girasol es una casa rotatoria que gira progresivamente siguiendo el movimiento del sol durante el día.
Villa Girasole es una obra extraordinaria construida durante la época dorada de la arquitectura funcionalista. Se encuentra en Marcellise, en la región de Verona, Italia, y fue diseñado por un ingeniero naval, Angelo Invernizzi, que aparentemente había soñado con ser propietario de una casa que pudiera seguir el movimiento del sol. Este tipo de edificio no fue fácil de construir, ya que requirió muchas técnicas complejas y costosas.
Fig. 28. Villa girasol por Luigi Moretti 1950.
Fig. 27. Esquema de funcionamiento mecánico de villa girasol por Luigi Moretti.
EL CLIMA Y SUS VARIABLES
Cartas bioclimáticas
Victor Olgyay
Los hermanos Olgyay desarrollaron en su obra “The Bioclimatic Chart”, una carta bioclimática en la que se integran dos variables fundamentales para el bienestar, la humedad y la temperatura. Además, se añaden otras como la velocidad del viento, la radiación y la evaporación que son medidas correctoras.
“El procedimiento deseable será trabajar con y no contra las fuerzas naturales y hacer uso de sus potencialidades para crear mejores condiciones de vida…El procedimiento para construir una casa climáticamente balanceada se divide en cuatro pasos, de los cuales el último es la expresión arquitectónica. La expresión debe estar precedida por el estudio de las variables climáticas, biológicas y tecnológicas…” (Olgyay, 1963).
Fig. 29. Carta bioclimática de Olgyay.
Dentro de este diagrama se pueden distinguir:
a) Una zona de bienestar o confort de referencia para una persona en reposo y a la sombra, con una temperatura ambiente entre 22ºC y 27ºC, y una humedad relativa entre el 20% y el 80%, unos límites que corresponden a una sensación térmica aceptable.
b) En el eje de ordenadas se representa la temperatura seca del aire, es decir, la que indica un termómetro normal.
c) En el eje de abscisas se representa la humedad relativa del aire.
d) También, aparecen una serie de líneas que representan las medidas correctoras es preciso realizar en el caso de que las condiciones de temperatura y humedad salgan fuera de la zona de confort.
Estas líneas son:
La radiación expresada en Kcal/hora se sitúa en el límite inferior de la zona de confort y con ella se dibuja la línea de sombra o límite a partir del cual el confort se pierde como consecuencia del frío.
El viento en m/s. se representa por una línea creciente con la temperatura y decrecientes con la humedad.
La línea de congelación, aparece en el borde inferior del gráfico e indica la temperatura mínima soportable antes de que aparezcan problemas de congelación en los miembros.
La línea de insolación, en la parte superior, indica posibles desmayos por la combinación de altas temperaturas y elevada humedad.
Los puntos situados por debajo de la zona de confort indican periodos con defecto de calor, por lo que es necesaria la radiación solar para alcanzar la confortabilidad. Los puntos situados por encima indican periodos sobrecalentados y el bienestar requiere del concurso de la ventilación o enfriamiento evaporativo para regresar a la zona de confort. En la utilización del gráfico pueden tomarse temperaturas mensuales, medias o extremas o los valores diarios.
Givoni
Givoni en su diagrama bioclimático para edificios “Building Bioclimatic Chart” introduce como variable el efecto de la propia edificación sobre el ambiente interno, el edificio se interpone entre las condiciones exteriores e interiores mientras queel objetivo fundamental de la carta bioclimática, consiste en utilizar unos materiales y una estructuraconstructiva, cuya respuesta ante unas determinadas condiciones exteriores permita crear un ambiente interior comprendido dentro de la zona de bienestar térmico.
El diagrama de Givoni es una carta que permite determinar la estrategia bioclimática a adoptar en función de las condiciones higrotérmicas del edificio en una determinada época del año. En el diagrama se distinguen unas zonas asociadas a sus respectivas técnicas bioclimáticas que permiten alcanzar la zona de bienestar.
La carta se construye sobre un diagrama psicrométrico y en ella se distinguen una serie de zonas características:
Zona de bienestar térmico delimitada a partir de la temperatura del termómetroseco y la humedad relativa, sin tener en cuenta otros factores.
Zona de bienestar ampliada por la acción de otros factores adicionales:
Fig. 29a. Carta bioclimática de Olgyay.
a) Hacia la derecha la zona de bienestar puede ampliar en función de la masa térmicadel edificio, representada por los tipos de materiales de la construcción; el enfriamiento evaporativo, que se produce cuando una corriente de aire seco y cálido pasa sobre una superficie de agua, parte de la cual se evapora produciendo un doble efecto positivo: descenso de la temperatura por la energía utilizada en el proceso de evaporación y aumento de la humedad ambiental. Fuera de estos límites y hacia la derecha del gráfico, solo se pueden conseguir las condiciones adecuadas con sistemas mecánicos de ventilación y deshumificación.
b) Hacia la izquierda del gráfico la zona de confort se extiende siempre que se produzca calentamiento, que puede ser calentamiento pasivo, es decir, utilizando la radiación solar directa, durante el día, o el calor almacenado en acumuladores, durante la noche y calentamiento mecánico, mediante el uso de sistemas convencionales de calefacción.
Como ocurre con la carta de Olgyay, la utilidad del diagrama es indiscutible, sin embargo, el problema consiste, primero en determinar los límites de confort, bastante diferentes según autores y zonas y, en segundo lugar, utilizar los datos adecuados de temperatura y humedad, que deberían ser horarios o, al menos representativos de los distintos ambientes que se producen a lo largo del día, sobre todo en climas tan contrastados como los del interior de la Península.
Fig. 30. Carta bioclimática de Givoni.
Mecánica de vientos
Lo buscamos en los calurosos días de verano y lo evitamos en los fríos días de invierno. Hablamos del viento, con el que siempre hemos tenido una relación controvertida, hecha de amor y de odio, misterio y asombro, hasta el punto de ser venerado por algunas sociedades antiguas. Quetzalcóatl era el dios del viento para los aztecas; Eolo, el rey de los vientos que se encuentra con Ulises en la Odisea. Y no es de extrañar, pues del viento dependían las lluvias y, por tanto, las cosechas y lasupervivencia del ganado; la navegación y la turbulencia de los mares; también dependía del viento la primera forma de energía eólica mecánica, la de los molinos de viento, con los que se molía el trigo para producir harina para el pan.
La importancia del viento para la vida humana no ha cambiado –basta pensar en la energía eólica como fuente inagotable de electricidad renovable–, pero nuestro conocimiento de los mecanismos que regulan su comportamiento es cada vez mayor y más profundo. Y entonces, nos preguntamos: ¿cómo se forma el viento?
El viento se forma por las diferencias de presión en la atmósfera terrestre, ocasionadas, principalmente, por las diferencias de temperatura. De hecho, el Sol calienta la superficie terrestre en modo no uniforme, creando zonas de alta y baja presión. El aire se mueve siempre desde las áreas de alta presión a las áreas de baja presión, generando así el viento.
Módulos de flujo de aire en el interior de los edificios
Fig. 31. Módulo de flujo de aire, la presión positiva no puede acceder al no haber aberturas. Elaboración propia a partir de Olgyay, V. (1998).
Fig. 32. Módulo de flujo de aire, la presión positiva no puede acceder al no haber aberturas en alguna otra cara de presión negativa. Elaboración propia a partir de Olgyay, V. (1998).
Fig. 33. Módulo de flujo de aire, la presión pasa a través de la abertura, en este caso, al tener una apertura de menor tamaño en la presión negativa, hace que se comprima el aire interior haciendo un sistema deficiente. Elaboraciòn propia a partir de Olgyay, V. (1998).
Fig. 34. Módulo de flujo de aire, la presión pasa a través de la abertura positiva, en este caso, al tener una apertura de mayor tamaño en la presión negativa, hace que se comprima el aire de entrada se comprima y acelere su velocidad por efecto venturi. Elaboraciòn propia a partir de Olgyay, V. (1998).
35. Módulo de flujo de aire. Elaboraciòn propia a partir de Olgyay, V. (1998).
Fig.
“El ladrillo en la obra de Kahn”
“¿Qué es esto?” sosteniendo en su mano un ladrillo, continúa: “Louis Kahn dijo: incluso un ladrillo quiere ser algo más. Un ladrillo quiere ser mucho más. Tiene ambiciones. Incluso un simple y ordinario ladrillo quiere ser algo mejor que esto. Así debemos ser todos”.
Si bien en el estudio del objeto arquitectónico es posible determinar variables a confinar, o de las cuales partir; técnico constructivo, económico, forma y función,incluso un utilitas, firmitas y venustas, para ejercer arquitecturas con perspectivassemióticas o de pertenencia de sitio (autóctono y de carácter regional) es posible referir una variable de materialidad, es decir, las intenciones expresivas, formales o de funcionamiento con las que se utilizará cierto material. Refiriendo, por ejemplo, a Peter Zumthor, quien explora esta idea y nos dice que las experiencias, vivencias y emociones se quedan en las oquedades de las superficies rugosas de los muros, haciendo una distinción de los materiales artesanales y orgánicos de los materiales sintéticos, –estos últimos, en tanto poseen una superficie lisa y perfecta no dejan espacio para los recuerdos-
Bajo esta premisa, la materialidad proporciona en sí una distinción formal que impacta en la arquitectura y que debería ser considerada desde un inicio.
Por otro lado, y, para un funcionamiento pasivo bioclimático, es posible valerse de específicos materiales para un aprovechamiento solar, del viento o, así mismo, para protegerse de estos.
Materiales
Se presenta las generalidades de tipos de materiales pensando en un exterior y su interacción con el medio.
Materiales opacos-transparentes
Pensando en la iluminación natural, al paso de la energía térmica por laincidencia solar, con la posibilidad de poder ver a través de un objeto, podemos definir la conveniencia del usar materiales opacos en sustitución de materiales transparentes o translúcidos, la comparación más básica seria tener una puerta de madera o de cristal.
Materiales gruesos-delgados
Para efectos de un muro delgado o grueso y su interacción con el medio, debe pensarse que, en un sentido térmico, los elementos expuestos se consideraran masas térmicas, que pueden beneficiar para guardar frescor o calor (la manipulación de la energía térmica, ver apartado de muro trombe), los tabiques industrializados tienen un coeficiente térmico (valor de transmitancia térmica) que es proporcional al espesor y geometrías internas del tabique.
La relevancia de determinar la conveniencia de un tipo de material con respecto al otro,en la exposición solar y las ganancias térmicas que implicarían las caras de la construcción con respecto a este.
Fig. 34. Ficha técnica de tabiques de barro Fanelli, el recuadro verde indica el coeficiente de transmitancia térmica.
Materiales gruesos-delgados
Para efectos de un muro delgado o grueso y su interacción con el medio, debe pensarse que, en un sentido térmico, los elementos expuestos se consideraran masas térmicas, que pueden beneficiar para guardar frescor o calor (la manipulación de la energía térmica, ver apartado de muro trombe), los tabiques industrializados tienen un coeficiente térmico (valor de transmitancia térmica) que es proporcional al espesor y geometrías internas del tabique.
La relevancia de determinar la conveniencia de un tipo de material con respecto al otro,en la exposición solar y las ganancias térmicas que implicarían las caras de la construcción con respecto a este.
Materiales lisos-texturizados
Un parámetro que puede ser relevante a la hora de pensar en la temperatura de un espacio interno, la textura del material en cubierta o perímetro, y es que, para efectos de un material rugoso, las variaciones geométricas, pueden dar micro sombras que permiten mantener una temperatura, en caso contrario de un material liso, que la incidencia solar tiende a ser directa. Los materiales rugosos realizan una reflexión difusa mientras que los materiales lisos una reflexión directa.
35. Ficha técnica de tabiques de barro Fanelli, el recuadro verde indica elcoeficiente de transmitancia térmica.
Fig.
Materiales reflectivos - absorbentes
Para efectos de la transmitancia térmica, la capacidad reflectiva o absorbente de un material si que puede incidir, y es que, en tanto la energía térmica sea contenida o reconducida por la condición de la dualidad de la luz onda partícula, el elemento en cuestión, ganará en mayor o menor medida energía térmica. La luz, señaló, “es energía,y se propaga como una radiación electromagnética que presenta un comportamiento dual: de onda y de partícula. En ciertas condiciones, la luz, al interactuar con la materia, se comporta como onda, pero en otras ocasiones como partícula.”. Si bien se puede referir edificios reflectantes como el museo Guggenheim Bilbao, es posible traer a cuenta que, en tanto la luz blanca tiene la propiedad de descomponerse en 7 colores; cada colortiene una longitud de onda diferente, lo que hace que cuando la luz incide sobre un objeto, este absorba determinadas longitudes de onda y refleje las demás. Esto nos arroja un porcentaje aplicado según el color.
Colores muy claros se deberá representar con reflectancias elevadas (mayores o iguales al 70%). Colores intermedios se representarán con reflectancias medias (entre 40% y 70%). Colores oscuros se representarán con reflectancias bajas (entre 0% y 40%).
Cabe recalcar que no se trata de realizar un valor de juicio sobre si está bien o no contener energía térmica o propiciar su reflexión, sino más bien, rescatar las variables que podrían intervenir en la toma de una decisión.
Tal es el caso de la casa espejo de Tatiana Bilbao, la cual se sitúa en medio de un área boscosa y que puede prescindir de los deslumbres producidos por el sol en tanto la casa está rodeada de árboles. Es decir, bajo una premisa de fondo-forma, la casa se pierde en el contexto, la casa se hace “fondo”.
Fig. 36. Índice de reflexión según el color. Extraìdo de artelum.com
Fig. 37. Casa espejo 2018, por Tatiana Bilbao.
ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA
En la obra La Modernidad Superada, (2011), Josep María Montaner realiza una específica distinción acerca de las conceptualizaciones de Espacio-Antiespacio y Lugar-No lugar. Si bien, para efectos del desglose lo aterriza en un sentido físico y a la vez teórico –el espacio como un ente geométrico y el antiespacio como una ruptura de este– la interrelación que tiene el lugar con el no lugar nos resulta en extremo relevantepara el escrito.
Montaner cita una metáfora de Heidegger en la que se construye un puente entre dos riberas y por el cual, este espacio se convierte en un lugar. ”El lugar no existía antesde la construcción del puente, sino más bien, se origina a partir del puente”. Para Montaner esta idea expresa que el lugar surge a partir de la transformación del espacio, es decir, en tanto hay una transformación y entes que la habitan/cruzan. Seguido de esto propone la idea del no lugar, aquellos espacios que han sufrido transformaciones a través de las cuales la intención de quienes lo habitan/usan, parte de la premisa de salir en lo inmediato, es decir, minimizar el tiempo de estancia en estos.
Para aterrizar esta serie de conceptos, Montaner cita a la arquitectura orgánica como la pionera en hacer del contexto físico la premisa de la arquitectura y no viceversa. “Se trata de un paisaje basado en la parcelación, donde no hay contradicción entre naturaleza y máquina, sino todo lo contrario: la misma naturaleza de la máquina es orgánica, esta alianza entre ambas se expresa en la patria artificial de los campos, en un paisaje productivo donde la máquina y la naturaleza son aliados”.
Es a partir de aquí donde podemos vincular esta teoría con la concepción de una arquitectura en la que el uso de materiales originarios del lugar, con una racionalización que responde a la fenoménica del lugar, genera una arquitectura del lugar.
Resulta casi envolvente el hecho de que Montaner haya citado como pionero a Wright (1936) y no a las tipologías esparcidas por todo el mundo que, a través de la historia de la humanidad, pudo pulirse hasta concebirse como tipologías primigenias, laque en nuestra actualidad llaman arquitectura vernácula.
Arquitectura vernácula
La arquitectura vernácula es aquella que se constituye como de tradición regional más auténtica.
Esta arquitectura nació entre los pueblos autóctonos de cada región, como una respuesta a sus necesidades de hábitat. Lo que hace diferente a estas edificaciones de otras edificaciones, es que las soluciones adoptadas son un ejemplo de adaptación al medio, están realizadas por el mismo usuario, apoyado en la comunidad y el conocimiento de sistemas constructivos heredados ancestralmente.
El medio ambiente local y los materiales de construcción que pueden proporcionar gobierna muchos aspectos de la arquitectura vernácula. Las áreas ricas en los árboles desarrollan una vivienda de madera, mientras que las áreas sin mucha madera pueden usar barro o piedra. En el Lejano Oriente, es común el uso de bambú,ya que es abundante y versátil. En la actualidad, vernáculo, casi por definición, tiene la connotación de sostenible que no agota sus recursos locales. Si no es sostenible, no es adecuado para su contexto local y no puede ser vernácula
Arquetipos constructivos
Técnicas en los diferentes climas
Cálido-Húmedo
El clima cálido húmedo se caracteriza por presentar poca oscilación térmica, tanto a lo largo del día como en el transcurso del año, esto significa, que la diferenciaentre la menor temperatura del año o del día en relación con la mayor, está por debajo de los 10K (10 C). Así, se observa que en este tipo de clima las condiciones de temperaturas son elevadas (22 C como temperatura media anual aproximadamente) y estables casi todo el año (Servicio Meteorológico Nacional, 2021). La humedad relativa se comporta de manera similar a la temperatura, es decir, presenta variaciones ligeras en el transcurso del día y del año, por lo general va del 70% al 99% según “Climate consultant (6.0.15)” (Software, 2021), lo que indica que el aire está saturado de partículas de agua. Lo anterior depende de varios factores como los cuerpos de agua cercanos y la precipitación pluvial que suele ser mayor a los 1000 mm anuales.
Fig. 38. De las recomendaciones geométricas y volumétricas de un objeto arquitectónico en clima càlido húmedo. Fuente: elaboración propia.
Fig. 39. Palafito vernáculo en Perú.
Seco
El clima seco es un tipo de clima en donde la evaporación supera a la humedad proveniente de la precipitación. El clima seco semiseco tiene una temperatura media anual de 18 !C y se caracteriza por tener una oscilación térmica mayor a los 10 K (10 !C) a lo largo del día y del año, comúnmente presenta una temporada invernal seca y fría con temperaturas entre los 10 y 15 !C, y el verano suele ser la temporada máscalurosa con temperaturas promedio entre los 20 y 25 !C; sin embargo, se han llegado aregistrar temperaturas superiores a los 30 !C en los años atípicos (ServicioMeteorológico Nacional, 2021).
La humedad relativa en este clima por lo general oscila entre el 30 y 80% a lo largo del año según “Climate consultant (6.0.15)” (Software, 2021), así se identifica el verano como la temporada más húmeda y el invierno la temporada más seca, lo que está directamente relacionado con la precipitación pluvial que suele ser menos a los 600 mm anuales, en combinación con las altas temperaturas preservadas en verano, aumentan la evaporación y con ello se impide que existan cuerpos de agua permanentes.
Fig. 40. Palafito vernáculo en Perú.
Fig. 41. Proyecto de oficinas en el desierto para Bee’ha. Por Zaha Hadid Architects.
Fig. 42. Construcción vernácula en el desierto del Sahara.
Templados
El clima templado es un tipo de clima que presenta temperaturas medias mensuales relativamente moderadas, con temperaturas superiores a los 22 °C en los meses más cálidos y superiores a los 0 °C en los meses más fríos. La media anual de las precipitaciones ronda entre los 600 mm y los 2000 mm.
Las regiones de clima templado suelen ubicarse entre las de clima tropical y las polares, es decir, en las zonas comprendidas entre las latitudes 30º y 45º norte y sur respectivamente. Son regiones en las que se producen las cuatro estaciones del año.
En el clima templado suele desarrollarse una amplia variedad de especies vegetales y animales, y es el tipo de clima más propicio para el desarrollo de actividades humanas. Las zonas de clima templado son las más pobladas del planeta.
Fig. 43 Palafito vernáculo en Perú.
Fríos
Las principales características del clima frío son: Temperaturas que no superan los 10 ºC, con lluvias muy escasas, poca humedad en el aire y vientos que pueden llegar a ser intensos. El clima frío está presente en regiones que están desde el nivel del mar o bien, hasta 3 mil metros de altitud sobre ésta. La vida en estas regiones puede ser sumamente complicada, no solamente por las bajas temperaturas, sino por la escasez de animales, vegetación y demás fuentes de vida.
Polar: La zona polar tiene temperaturas gélidas, siempre de -0 ºC. Rodean los polos geográficos: el polo norte y el polo sur. Son zonas poco pobladas, por lo difícil de la vida en ellas.
Alta montaña: En estos lugares, el frío no depende tanto de su ubicación, sino de su altura. Mientras más alto, menos presión, más frío y más nieve. En los picos de estas montañas, no las temperaturas son congelantes (-0 ºC) y no es posible el desarrollo de vida en ellas.
Tundra: La tundra tiene un clima con una temperatura promedio de 0 grados C, con sus meses más cálidos sin pasar de 10 ºC promedio. En estas zonas la vida pude florecer mejor en la polar o en altas montañas, sin embargo, los suelos son poco fértiles por las temperaturas y el viento.
Fig. 44. Refugio de Oberholtz, Monte Latemar, Italia. Peter y Pavol Mikolajcak (2016).
El iglú
Los iglús, típicas casas en forma de cúpula que se encuentran en el Polo Norte, se construyen con bloques de hielo y nieve, y es este material, el que crea una barrera natural contra el frío.
El aire contenido en la nieve es un perfecto aislante térmico, los bloques de nieve compacta se colocan unos sobre otros y se «cementan» con nieve en polvo que, al contener una mayor cantidad de aire, garantiza un mejor aislamiento.
En la entrada del iglú hay una «fosa fría» que tiene la función de un sifón natural que permite conducir el aire frío, que tiende a descender hacia el fondo. Con este sistema se impide la salida del aire caliente contenido en la estructura. A lo largo de los siglos, pueblos como los inuit han encontrado refugio en estas viviendas.
La temperatura interna varía en función del número de habitantes presentes. Para calentar un iglú, dado su pequeño tamaño, puede ser suficiente el calor simplementehumano. Con dos personas dentro del iglú se puede alcanzar una temperatura de unos 15 grados, lo que dadas las temperaturas de esas latitudes, es definitivamente habitable.
Dentro de estas casas de hielo es posible incluso encender un fuego para aumentar la temperatura. De hecho, los iglús están hechos de hielo y aire, que tienen capacidades térmicas diferentes. El aire caliente del fuego, al llegar a las paredes de hielo, se enfría rápidamente, evitando así que los ladrillos se fundan.
Fig. 45. Del funcionamiento del iglú.
VISIONES ARQUITECTÓNICAS REVOLUCIONARIAS
Ken Yan
Ken Yeang (6 de octubre de 1948) es un arquitecto, ecologista, planificador y autor de Malasia, mejor conocido por su arquitectura ecológica y ecomasterplans que tienen una estética verde distintiva. Fue pionero en una arquitectura basada en la ecología (desde 1971), trabajando en la teoría y la práctica del diseño sostenible . El periódicoThe Guardian (2008) lo nombró “una de las 50 personas que podrían salvar el planeta”. La sede de Yeang está en Kuala Lumpur (Malasia) como Hamzah & Yeang, con oficinas en Londres, Reino Unido como Llewelyn Davies Ken Yeang Ltd. y Beijing, China como North Hamzah Yeang Architectural and Engineering Company.
Se licenció en arquitectura por la AA ( Architectural Association) School of Architecture, en Londres, donde realizó ilustraciones y trabajos gráficos freelance para las revistas AD, AAQ y para la AA. Su disertación en la Universidad de Cambridge, “Un marco teórico para la incorporación de consideraciones ecológicas en el diseño y la planificación del entorno construido”, le valió un doctorado , publicado como ‘Designing With Nature’ (McGraw-Hill, 1995) y como ‘Proyectar Con La Naturaleza’ (Gustavo Gili, SA, 1999). Académicamente, ocupa la cátedra Distinguished Plym Professor (Universidad de Illinois, EE. UU., 2005). Sus títulos honorarios incluyen D.Litt.(Hon.) ( Universidad de Sheffield , Reino Unido 2004), PhD (Hon.)( Universidad de Malaya, 2013), D. Arch (Hon.) (Universidad Ricardo Palma, Perú 2016), D.Sc (Hon.) (Taylors University, Malaysia 2017).
Algunos de los principios básicos de Ken Yang son:
• La posición de los núcleos de servicios y cómo estos afectan la configuración total del edificio
• La orientación de las fachadas principales y aperturas
• Opciones de diseño de las fachadas (ej. coeficiente entre sólido y vidrio)
• El color del envoltorio
• Los efectos y uso de vegetación incorporada en la forma construida
• El tipo de sistemas operacionales del edificio
• La selección de materiales y fuentes de energía
• El manejo de descargas y deshechos
Entre sus teorías respecto a los rascacielos están también la de concebir estos edificios como sistemas contenedores de “criterios de entrada y salida”:
Entrada
• Total de energía y materiales usados por el sistema
• Rango de consumo de las fuentes de energía y recursos materiales
• Consecuencias de usar cada ecosistema de entrada
Salida
• Niveles aceptables de deshechos del sistema descargados
• Rutas de evacuación de las descargas y su efecto sobre los ecosistemas receptores
• Costos de energía y materiales necesarios para manejar las descargas
• Niveles de internalización en la operación de los sistemas
• Efectos sobre los ecosistemas una vez definido el sistema
• Capacidad de carga o resiliencia de los sistemas naturales
Fig. 46. Ilustraciones arquitectónicas de Ken Yeang. Extraído de Principios de diseño ambiental de ken yang, 2009.
Glenn Murcutt
Nacido en Londres, Inglaterra, en 1936 es un arquitecto australiano.presidente fundador de la Asociación de Arquitectura de Australia. Ganó la Medalla Alvar Aalto en 1992, y el Premio Pritzker en el 2002.
Contrario a la mayoría de arquitectos contemporáneos, Murcutt trabaja solo, diseñando en su mayoría proyectos residenciales en Australia.4 No diseña fuera de su país, pero su trabajo es reconocido internacionalmente por el fomento que brindan sus estructuras al paisaje en vez de competir con él, ha influenciado a diversos profesionales a nivel mundial, en parte debido a las charlas y maestrías que Murcutt imparte por todo el mundo.
Glenn reconoce que su inspiración tiene sus orígenes en los trabajos de grandes arquitectos como Mies Van der Rohe y Pierre Chareau, aplicando sus estilos a sus obras; todas influenciadas por el clima de la región son una combinación de sensibilidad, artesanía local, mano de obra del sitio y el respeto por la naturaleza.
En una fase inicial, Murcutt estableció un dominio del estilo de van der Rohe. Su segunda fase fue más regionalista, en la cual usaba una mezcla de pragmatismo y liricismo, creando casas simples que semejaban verandas abiertas.
Es mayormente admirado por sus contemporáneos por crear un lenguaje australiano identificable (en lo que a arquitectura se refiere) y por crear arquitectura que dialoga con el entorno.
“Nosotros no creamos las obras. Yo creo que, de hecho, somos descubridores” Glenn Murcutt (1936).
Fig. 47. Marika-Alderton House, Northern Territory, Australia, 1994. Glenn Murcutt. Extraído de the Pritzker Prize Committee.
Fig. 48 Arthur y Yvonne Boyd Education Centre, new south wales, Australia, 1999. Extraído de the Pritzker Prize Committee
Renzo Piano
Piano nació en Génova, Italia, en 1937, en el seno de una familia de constructores. Renzo Piano frecuentó la Facultad de Arquitectura en Florencia (1959 a 1960) y en Milán, graduándose del Politécnico de Milán en 1964. Sus trabajos iniciales fueron estructuras experimentales ligeras; trabajó con su padre y su hermano en la sociedad familiar. De joven, repasó uno a uno los edificios de Le Corbusier.1
Luego, aprendió proyectos con Franco Albini y, a continuación, durante cinco años (1965-1970) con Louis Kahn y Z.S. Makowsky, esta es su etapa formativa. Nunca se ha desvinculado de su ciudad natal, Génova, en la que ha remodelado el metro y el puerto.
Trabajó estrechamente con el arquitecto Richard Rogers desde 1971 hasta 1977; y entre sus proyectos conjuntos, figura el famoso Centro Pompidou en el corazón de París (1977). Es un edificio que tuvo un éxito de público decisivo para la difusión de su nombre, de modo que le encargaron remodelarlo posteriormente dado el desgaste experimentado por el uso multitudinario de ese edificio durante veinte años; fue reabierto en 2000. Hizo además edificios adjuntos.
Piano trabajó a continuación con el ingeniero Peter Rice, entre 1977 y 1981, bajo el nombre L’Atelier Piano and Rice. Pero seguidamente, en 1981, fundó el Renzo Piano Building Workshop (RPBW), que actualmente da trabajo a 150 empleados en sus distintas sedes de París, Génova y Nueva York.
Centro Cultural Jean Marie Tjibaou
Durante las negociaciones de independencia del territorio francés de Nueva Caledonia y a petición suya, el gobierno de la metrópoli presidido por François Mitterrand se comprometió a construir en Nouméa un centro destinado a la promoción de la cultura canaca y dedicado a la memoria del líder político Jean Marie Tjibaou, asesinado en 1989.
En esta obra el arquitecto Renzo Piano aunó las culturas del Pacífico y la modernidad.
El año que finalizó la obra de este conjunto (1998) el arquitecto recibió en la Casa Blanca de manos del presidente de Estados Unidos, Bill Clinton, el prestigioso Premio Pritzker, considerado el Nobel de la Arquitectura.
Concepto
Se buscó hacer un homenaje a una cultura desde el respeto a su historia y tradiciones, a su pasado, presente y futuro, así como a su sensibilidad. El proyecto se basó en los poblados indígenas de esa parte del Pacífico, su cultura y sus símbolos, que aunque siendo muy antiguos, siguen todavía muy vivos.
Desde el inicio del proceso de concepción se estudió el aprovechamiento de las corrientes de aire y se emprendió la búsqueda de un modo de expresar la tradición del Pacífico con un lenguaje moderno. Eso significa poner la tecnología y métodos europeos al servicio de las tradiciones y expectativas de los canacos.
El concepto y diseño del Centro Cultural Jean-Marie Tjibaou en Nueva Caledonia en Nouméa, fue generado por la necesidad de maximizar la ventilación en un clima húmedo. El proyecto aprovecha la topografía de terreno, la vegetación y la brisa de la laguna para crear corrientes ascendentes de aire, que posteriormente son disipadaspor torres de extracción, con una forma muy distintiva, en la parte más elevada del edificio, en lo alto de la colina.
No debía ser en absoluto una parodia o imitación de esta cultura, ni una aproximación desde una óptica colonial. Tampoco podía ser un modelo completamente extranjero.
Fig. 49. Fotografía de maqueta de sitio. Extraída de Google y tomada por Elvin Law.
Fig. 49a. Visualizacion general de centro.
Diébédo Francis Kéré
Es un arquitecto burkinés nacionalizado alemán, asentado en Berlín y ganador en 2022 del premio Pritzker (Gando, 10 de abril de 1965).
Primogénito del jefe de su pueblo, Gando, fue enviado al colegio para aprender a leer y traducir la correspondencia de su padre. Dada la ausencia de un colegio en Gando, dejó su familia a los 7 años para ir a vivir a la capital Uagadugú y poder, así, asistir a la escuela. Acabados los estudios, trabajó como carpintero y recibió una beca de la “Carl Duisberg Gesellshaft” para una práctica en Alemania. Completado el aprendizaje, Francis siguió su formación en Alemania, entonces en la Facultad de Arquitectura de la Universidad Técnica de Berlín. En 1998, creó la asociación Schulbausteine für Gando con el objetivo de apoyar el desarrollo de su país, conjugando los conocimientos adquiridos en Europa con los métodos de construcción típicos de Burkina Faso. En 2004, con el proyecto de una escuela de educación básica,terminó ese mismo año la construcción de la misma en su pueblo de origen, gracias a los fondos recogidos por su asociación Schulbausteine für Gando.
También en 2004 fundó su propio estudio de arquitectura, Kéré Architecture, con sede en Berlín.
Francis Kéré ha dictado conferencias, participado en congresos y aportado diseños conceptuales para proyectos en muchos países del mundo. Sus ideas han sido presentadas en el Museo Alemán de Arquitectura en Fráncfort y en la Expo de 2008 en Zaragoza. Además, ha proyectado unos prototipos de construcción escolar que se adaptan a las diferentes regiones climáticas de Yemen. Hasta mayo de 2013, fotos y maquetas de los proyectos de Kéré han estado expuestos en Burdeos, en el centro de arquitectura Arc en Rêve. Desde octubre de 2010 hasta enero de 2011, varias maquetas y fotos de proyectos han sido presentados en el MoMA de Nueva York, en una exposición titulada “Small Scale, Big Change: New Architectures of Social Engagement”. En junio de 2010, Francis Kéré participó en el “Congreso Internacional de Arquitectura y Sociedad” en Pamplona, con el lema “Arquitectura: más por menos”.
Le Corbusier
Charles-Édouard Jeanneret-Gris, más conocido a partir de la década de 1920 como Le Corbusier. Nació en 1887, en la localidad de La Chauxde-Fonds, en la Suiza francófona con el nombre de Charles Édouard Jeanneret-Gris. A los 29 años se trasladó a París donde adoptó el seudónimo Le Corbusier, variación humorística (ya que evoca a la palabra cuervo) del apellido de su abuelo materno: Lecorbésier. Su padre se dedicaba a laquear cajas de relojes para la industria relojera de su ciudad natal, y su madre fue pianista y profesora de música.
En 1900 Le Corbusier comenzó su aprendizaje como grabador y cincelador en la Escuela de Arte de La Chaux-de-Fonds. Uno de sus profesores, Charles L’Eplattenier, le orientó hacia la pintura y después hacia la arquitectura. En 1905 diseñó su primer edificio, la Villa Fallet, una casa unifamiliar para un miembro de la Escuela de Arte. En los siguientes diez años hizo numerosos edificios, que todavía no llevaban su sello característico posterior y que él mismo no incluyó en su Obra Completa.
Fig. 50. Escuela primaria en Gando (2001) por Francis Keré. Extraído de kerearchitecture.com
Ya en París, trabajó durante quince meses en el estudio de Auguste Perret, arquitecto pionero en la técnica de construcción en hormigón armado. A continuación,se trasladó a Alemania para estudiar las tendencias arquitectónicas de ese país. Allí trabajó en la oficina de Peter Behrens, donde coincidió con Ludwig Mies van der Rohe y Walter Gropius, quienes también trabajaban ahí en esa época, aunque probablemente no a la vez. El año 1911 lo dedicó por completo a viajar. Desde Viena fue a Rumanía, Turquía, Grecia e Italia, y a su regreso, fue profesor durantedos años en el departamento de arquitectura y decoración de la Escuela de Arte de París.
En 1920 editó la revista L’Esprit Nouveau junto al pintor Amédée Ozenfant, publicación donde ambos sentaron las bases del Purismo. En esta revista, Jeanneret comenzó a firmar algunos de sus artículos con el pseudónimo de Le Corbusier.
Para la difusión de su obra, Le Corbusier recurrió a la fotografía, en los años veinte. Las enviaba a medios variados e internacionales, que manifestaban gran devoción por el mensaje moderno. Fue solicitado por la vanguardia pero también por publicaciones populares en las que puso un interés continuado.
En 1922, Le Corbusier comenzó a trabajar con su primo Pierre Jeanneret en su despacho de arquitectura en la rue de Sèvres, asociación que mantuvieron hasta 19405 y que luego retomarían para los proyectos en la India. Inicialmente los dos diseñaron casi exclusivamente edificios residenciales. Uno de sus grandes proyectos de estos años, en este caso como urbanista, fue su diseño conceptual de una ciudad de tres millones de habitantes, la Ville Contemporaine (Ciudad Contemporánea) en 1922, así como su Plan Voisin para París (1925).
Llegado este punto, se presentan un caso de estudio en términos del confort humano, es decir, la relación del ambiente con las sensaciones de temperatura que se generan en determinados espacios aplicados a un objeto de estudio. Utilizando los datos de la carta solar. Se plantea principalmente como objeto de estudio al Museo internacional barroco, ubicado en la ciudad de Puebla (México).
Fig. 51. Maison Ozenfant, Le Corbusier, en París (Francia), 1922. Extraído de wiki ariquitectura.
Fig. 52. De la incidencia solar en el internacional museo barroco en el solsticio de invierno, medio dìa solar. Fuente: elaboración propia.
Se presentan las gráficas d incidencia solar en el solsticio de invierno a la hora del medio día solar, así como a las 16:00 horas solares. Consecuentemente, se presenta una gráfica de la zona impacto (de viento).
El presente proyecto fue inaugurado el 9 de agosto del 2014. Si bien, hubo participación de equipos técnicos locales, el considerado autor de esta obra es el arquitecto “Pritzker” Toyo Ito.
Entendiendo el uso del edificio, así como la procedencia intelectual del mismo, hacer un juicio de valor bajo esta perspectiva tendría poca relevancia, es decir, ¿quién se atrevería cuestionar a alguien como Toyo Ito?
No obstante, sí que es posible obtener algunos comentario y observaciones desde el punto de vista de la incidencia solar, así como de las zonas de ataque de viento en relación a la temperatura que se puede percibir dentro del inmueble.
Dado que el uso del edificio yace en un sentido de la visualización y procuración de salas museográficas, las condiciones primordiales de la arquitectura están enfocadas en mantener una temperatura constante que permita la conservación del contenido de dichas salas. Bajo esta premisa podemos apreciar el hecho de como 3 de sus fachadas (norte, sur y este) se encuentran “envueltas “en muros de concreto que se contraponen uno contra otro para fungir como capas protectoras durante todo el día, todo el año.
En el solsticio de invierno, cuando el sol está en su punto más bajo, la incidencia solar es mayor. Resulta importante recalcar el hecho de que en la fachada este, se encuentra una sección de lago artificial, beneficiando un enfriamiento por evaporando el agua de este y llevándose esta brisa con el viento a los muros de mayor incidencia.
En su interior, entre todos los módulos poseen patios a cielo abierto que benefician la salida de aire caliente.
Posee un patio central con un cuerpo de agua que permite una evaporación.
53. Insidencia solar en el internacional museo barroco, a las 16:00 horas solares durante el solsticio de invierno. Vista en planta. Elaboración propia.
Fig. 54. Insidencia solar en el internacional museo barroco, a las 16:00 horas solares durante el solsticio de invierno. Vista en alzado. Elaboración propia.
Fig. 55. De los vientos dominantes que impactan durante la tarde. Elaboración propia.
Fig.
OBJETO CLIMÁTICO
Es hasta este punto donde, en un intento de ejemplificar lo ya expuesto, se realiza un ejercicio con un modelo arquitectónico que contenga las premisas de un funcionamiento bioclimático.
Fig. 56. Del objeto bioclimático. Elaboración propia.
CONCLUSIÓN
Quizá podamos referir ciertas conclusiones desde dos puntos de vista, empezando desde el estudio de la arquitectura, es posible referir al cúmulo de técnicasconstructivas, compositivas o estructurales y que impactan en la dinámica del habitar del espacio interno como una reivindicación de un funcionalismo Lecorbuseriano, y es que, en tanto se puede expresar que la cuestión formal se desarrolla a partir de su función, y que un muro alto no es un muro alto sino un elemento de sombra y que impide la incidencia solar, o que una ventana no es una ventana sino un acceso de la presión positiva y que impactará directamente en la calidad de vida interior. Aquí donde la forma se hace máquina, la nueva máquina del hábitat. Quizá podamos esbozar la idea ontológica que planteaba Le Corbusier, del hacer máquina la casa no en el sentido pordeshumanizar la casa, sino más bien, de eficientar un entendimiento de la carenciageneral de las poblaciones, ¿cuánto de esto le puede importar a quien habita un espacioya resuelto térmicamente? Y que dispone de todo el recurso económico para solventar esto.
Genuinamente no sería la totalidad de quienes están es dicha situación. Es aquí donde toma relevancia este asunto. Porque es la tendencia mundial que cada vez los recursos se vuelvan màs limitados, de menor acceso, y no solo en un sentido económico, cada vez los precios de todo incrementan, dejando por fuera el tema inflacionario, también es por la dificultad que representa año con año la extracción de los combustibles, la producción de la energía y la alta demanda de estos.
Hoy en día, s ha normalizado escuchar que el tiempo se agota, los recursos se agotan, y la vida se agota.
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Tecnologías Bioclimáticas: Factores Térmicos, Lumínicos y Acústicos
Sergio Pérez Bartolo
maestría en diseño urbano arquitectónico sustentable
se formó con tipografías Hélvetica Neue LT SD en su variante 55 roman, Noto Sans regular, bold y light. Publicación para medios digitales.
