El sector de la construcción juega un papel importante en el consumo global de energía y en las emisiones de CO2, siendo responsable de una parte significativa de ambos. Por ello, promover la arquitectura bioclimática es una estrategia esencial para mitigar los efectos del calentamiento global, especialmente en regiones como México y otros países de América Latina, donde las condiciones del entorno natural son ideales para optimizar la eficiencia de las edificaciones.
A través del diseño bioclimático y la ingeniería inteligente, podemos reducir el impacto ambiental de los edificios y mejorar la calidad de vida de las próximas generaciones. Hoy te explicaremos cómo.
¿Qué es y cómo se consigue el confort térmico?
El confort térmico es la sensación de bienestar relacionada con la temperatura del entorno. En arquitectura sostenible, se refiere a la creación de ambientes interiores en los que los ocupantes se sientan físicamente cómodos sin necesidad de ajustes continuos ni un elevado gasto energético en sistemas de climatización, y esto se consigue creando condiciones de diseño que se mantengan en equilibrio con las preferencias y necesidades de los ocupantes.
Para alcanzar el confort térmico no solo se toma en cuenta la temperatura; también la humedad, la velocidad del aire y la radiación térmica. Por ejemplo, el diseño inteligente integra estrategias bioclimáticas como la orientación del edificio, el uso de materiales con propiedades térmicas adecuadas, el manejo estratégico de la luz solar; así como estrategias de ingeniería, como la implementación de sistemas de ventilación más eficaces.
¿Qué es la arquitectura bioclimática o bioclimatismo?
La arquitectura bioclimática se centra en el diseño de edificaciones sostenibles y eficientes que toman en cuenta y aprovechan las condiciones climáticas del entorno para maximizar el confort humano, minimizar el impacto ambiental y reducir el consumo energético. Los criterios del diseño bioclimático son:
1.- Captación y protección solar
La energía solar es la responsable de que se calienten demasiado las viviendas en climas cálidos, pero también es una fuente renovable de energía y de calor, por lo cual la arquitectura bioclimática necesita reducir su impacto térmico y aprovechar su potencial energético de manera simultánea. Este principio involucra el diseño orientado a maximizar la captación solar durante el invierno y proporcionar protección contra el sol en verano mediante elementos como aleros, persianas o vegetación estratégicamente colocada. Esto ayuda a mantener una temperatura interior confortable, reduciendo la necesidad de calefacción o refrigeración artificial.
2.- Ventilación cruzada, hermeticidad y renovación controlada de aire
La ventilación cruzada fomenta el flujo natural de aire dentro del edificio, mejorando la calidad del aire interior y reduciendo la dependencia de sistemas mecánicos de ventilación. Esto se logra mediante la disposición inteligente de ventanas, alturas y aberturas que facilitan el paso del viento a través de las estancias.
Por otra parte, mantener la hermeticidad del edificio asegura que no haya filtraciones de aire no deseadas, mientras que la renovación controlada permite intercambiar aire interior por exterior de manera eficiente, manteniendo la calidad del aire sin grandes pérdidas energéticas.
3.- Aislamiento térmico e inercia térmica
El aislamiento térmico es crucial para prevenir la transferencia no deseada de calor entre el interior y el exterior del edificio. Un buen aislamiento reduce la necesidad de energía para calefacción y refrigeración, haciendo al edificio más sostenible y cómodo. Por su parte, la inercia térmica se refiere al uso de materiales que tienen la capacidad de absorber, almacenar y liberar calor a lo largo del tiempo, lo que ayuda a estabilizar las fluctuaciones de temperatura dentro del edificio.
Los materiales y acabados que se eligen dependen mucho del tipo de clima, ya que en algunos casos están orientados a acumular todo el calor posible, y en otros a disiparlo. En climas extremos, con días muy calurosos y noches muy frías, la elección de materiales adecuados se convierte en todo un desafío, y frecuentemente es necesario combinar distintos tipos de estrategias.
4.- Aprovechamiento e integración con el terreno natural
Este principio se centra en diseñar edificios que se integren armónicamente con las características del entorno natural y la topografía del lugar, utilizando estrategias como la orientación óptima para captar la luz solar y protegerse de los vientos dominantes, así como la incorporación de elementos naturales del terreno que contribuyen a mejorar tanto el confort interior como la eficiencia energética de la construcción, reduciendo la necesidad de recursos energéticos artificiales. Por ejemplo, rodear la construcción de vegetación endémica para promover la sombra y un ambiente más fresco.
5.- Uso de vegetación y cubiertas verdes bioclimáticas
La vegetación juega un papel vital en el diseño bioclimático al proporcionar sombra, reducir el efecto isla de calor y mejorar la calidad del aire. Además, la evapotranspiración de las plantas ayuda a enfriar el aire, lo que reduce la temperatura ambiental alrededor y dentro del edificio.
Las cubiertas verdes, por ejemplo, no solo añaden un elemento estético al edificio, sino que también contribuyen a la regulación térmica, la absorción de agua de lluvia y la mejora de la biodiversidad urbana, actuando además como un aislante que ayuda a reducir el efecto de isla de calor en áreas urbanas.
¿Qué es la ingeniería basada en el contexto climático?
La ingeniería basada en el contexto climático es un enfoque de diseño y construcción que parte del análisis de las condiciones climáticas específicas de un lugar para optimizar la eficiencia energética y el confort ambiental de las edificaciones, utilizando estrategias integrales que reduzcan la necesidad de energía para calefacción, refrigeración e iluminación.
A diferencia de la arquitectura bioclimática, la ingeniería basada en el contexto climático abarca un espectro más amplio, incluyendo no solo el diseño arquitectónico sino también los sistemas del edificio como HVAC, iluminación y otras tecnologías de gestión, de modo que trabajen en sinergia para potenciar la eficiencia energética y disminuir los costos operativos y de mantenimiento a largo plazo.
Antes de diseñar, se realiza un detallado análisis del contexto climático, un proceso meticuloso que involucra la evaluación de múltiples factores climáticos y su interacción específica, para informar y optimizar el diseño arquitectónico. Este análisis incluye:
- Comprensión de los rangos de temperatura durante diferentes estaciones para diseñar soluciones térmicamente confortables.
- Medición de la intensidad y la duración de la radiación solar recibida para optimizar la captación solar pasiva y controlar la ganancia de calor.
- Identificación de patrones de viento dominantes para maximizar la ventilación natural y minimizar las cargas de viento sobre estructuras.
- Medición de los niveles de humedad para diseñar sistemas de control de humedad eficaces y evitar problemas de condensación.
- Consideración de los niveles de lluvia para el diseño de sistemas de drenaje y gestión de aguas pluviales.
Como resultado de este análisis, se desarrollan soluciones interconectadas de diseño que respondan en conjunto, por ejemplo la orientación y el ángulo de las fachadas, la selección de materiales con propiedades térmicas específicas y la integración de tecnologías renovables, como sistemas de captación y gestión de agua pluvial.
Page: diseño arquitectónico sustentable y bioclimático
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