La arquitectura y construcción bioclimáticas representan un paradigma transformador en el mundo de la edificación y el diseño arquitectónico. Estos enfoques no solo buscan crear espacios habitables eficientes, cómodos y sostenibles, sino que también establecen un profundo compromiso con la armonía entre la construcción y el entorno natural.
Al aprovechar las condiciones climáticas locales, los recursos naturales, la geometría de los edificios y las características geográficas de un lugar, la arquitectura y construcción bioclimáticas se erigen como soluciones inteligentes para abordar los desafíos de la eficiencia energética y la sostenibilidad.
Este artículo explora a fondo los fundamentos y las estrategias de la arquitectura y construcción bioclimáticas, desentrañando cómo estos enfoques innovadores pueden no solo reducir el impacto ambiental de los edificios, sino también mejorar la calidad de vida de quienes los habitan.
Desde la orientación de los edificios hasta el uso de materiales sostenibles, pasando por la optimización de la luz natural y la integración de tecnologías verdes, descubriremos cómo la simbiosis entre arquitectura y naturaleza puede allanar el camino hacia un futuro más sostenible y resiliente.
¿Qué es la arquitectura bioclimática?
Esto se logra mediante la orientación, la utilización de materiales eficientes desde el punto de vista energético, la maximización de la luz natural, la gestión térmica, la ventilación natural y la integración de tecnologías sostenibles, como paneles solares y sistemas de recogida de agua de lluvia.
La arquitectura bioclimática se centra en la eficiencia energética, la sostenibilidad y la reducción de la huella de carbono de los edificios, contribuyendo así a la preservación del medio ambiente y al bienestar de las personas que los ocupan.
Objetivo de la construcción bioclimàtica
El objetivo de una vivienda bioclimática es el control del microclima interno, con estrategias de diseño pasivas. Estas estrategias minimizan el uso de sistemas mecánicos y maximizan la eficiencia de los intercambios de calor entre el edificio y el entorno.
En general, en las regiones de clima templado hay tres fases térmicas que corresponden a diferentes requisitos de un edificio bioclimático:
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Invierno: debe fomentarse la irradiación solar en las paredes y ventanas para calentar el interior. El alto aislamiento térmico del recinto también es necesario para conservar el calor acumulado. El objetivo principal es la reducción del consumo energético de la calefacción.
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Verano: es necesario proteger el edificio de la radiación solar con sistemas de sombra, tener cubiertas de alta masa. Con ello se pretende tener una alta inercia térmica, así como favorecer la ventilación natural del edificio. El objetivo es reducir el consumo de energía de aires acondicionados.
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Media temporada: requiere la combinación de soluciones de enfriamiento y calefacción.
Tipos de arquitectura bioclimática
Aquí te mostramos algunos ejemplos de tipos de arquitectura bioclimática:
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Diseño pasivo: El diseño pasivo se basa en la orientación y la forma del edificio para maximizar el aprovechamiento de la energía solar, el calor natural y la ventilación. Esto puede incluir la ubicación estratégica de ventanas, la utilización de materiales térmicos para mantener una temperatura interior constante, muros de agua térmica, trombe walls y invernaderos solares.
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Edificios de consumo energético casi nulo (EECN): Estos edificios están diseñados para minimizar al máximo su consumo energético, utilizando sistemas de aislamiento térmico eficiente, ventanas de alta calidad y sistemas de energía renovable, como paneles solares.
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Diseño de ventilación natural: El diseño bioclimático puede incorporar sistemas de ventilación natural que aprovechan las corrientes de aire para refrescar y ventilar el interior de los edificios.
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Techos y paredes verdes: La vegetación en techos y paredes no solo mejora la eficiencia energética, sino que también contribuye a la purificación del aire y la reducción del efecto isla de calor urbano.
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Aprovechamiento de materiales locales: El uso de materiales locales reduce la huella de carbono asociada con el transporte de materiales y puede mejorar la eficiencia energética y la sostenibilidad.
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Casas de tierra o tierra apisonada: Estas casas utilizan tierra apisonada o adobe para proporcionar aislamiento térmico y aprovechar la masa térmica de la tierra para mantener temperaturas estables en el interior.
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Diseño de sombreado eficiente: El sombreado adecuado a través de aleros, persianas o árboles bien ubicados puede reducir la ganancia de calor en verano y permitir la entrada de calor en invierno.
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Recogida y tratamiento de agua: La arquitectura bioclimática puede incorporar sistemas de recogida de aguas pluviales, sistemas de tratamiento de aguas grises y paisajismo eficiente en el uso del agua.
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Edificios net-zero: Los edificios net-zero están diseñados para generar la misma cantidad de energía que consumen, utilizando fuentes de energía renovable como paneles solares y tecnología de eficiencia energética.
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Diseño de ventanas y acristalamiento: La elección de ventanas de doble o triple acristalamiento con propiedades térmicas avanzadas puede mejorar la eficiencia energética y el confort térmico.
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Diseño de espacios exteriores: La arquitectura bioclimática también puede incluir la planificación de espacios exteriores, como patios y terrazas, para aprovechar la luz natural y proporcionar sombra en áreas de estar.
Formas de captación de energía
En la arquitectura bioclimática podemos distinguir tres tipos de captación de energía: La captación directa, la captación indirecta y la captación separada.
1. Captación directa
Se denominan sistemas pasivos de captación directa los sistemas arquitectónicos que representan un aprovechamiento inmediato y fácil.
Un ejemplo de captación directa son las viviendas orientadas de tal manera que captan la energía solar del sol directamente (energía solar pasiva).
Los sistemas directos deben incluir, además, componentes para controlar:
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Las pérdidas energéticas de las noches invernales
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Las exageradas subidas de temperatura en verano.
2. Captación indirecta
Se denominan sistemas pasivos de captación indirecta los sistemas arquitectónicos en los que, mediante un captador, se conduce el calor hacia el interior del habitáculo integrado dentro de su estructura.
De los sistemas pasivos de captación indirecta, destaca la pared Trombe. La pared Trombe se trata de un vidrio encima de un muro macizo negro mate que hace de acumulador y de difusor del calor en el interior de la casa. Este simple dispositivo puede representar un importante ahorro energético.
En climas cálidos, sin embargo, se deben tener en cuenta los problemas con el exceso de calor que se padecen en verano. Estos problemas se pueden solucionar con la implementación de unos alerones o sombrillas que mantengan el muro a la sombra.
Otro sistema consiste en sustituir una pared con bidones de metal negro llenos de agua o el techo con captadores negros. Estos elementos estarían aislados del exterior. En ambos casos, los depósitos de agua se calentarán durante el día. Durante la noche, aislados del exterior, soltarían la energía térmica en el interior de la casa.
Con esta técnica, se mejora el confort térmico de la vivienda bioclimática.
3. Captación separada
Los sistemas pasivos de captación separada son sistemas arquitectónicos que, mediante un captador, conducen la energía térmica hacia el interior del habitáculo y que están separados de la vivienda, pero no alejados.
En el caso en que estuvieran alejados, no se podrían llamar sistemas de energía solar pasivos. En este caso, se necesitaría un transporte forzado y estaríamos hablando de calentadores solares de aire.
En este sistema, la radiación solar se recoge en una cámara acristalada, que se puede usar como invernadero agrícola, separada de la vivienda por una superficie captadora.
Energías renovables utilizadas
Los edificios a los que se ha considerado una arquitectura bioclimática, además del uso de la energía solar pasiva se suelen instalar sistemas adicionales de energía renovable.
Mediante la integración de fuentes de energía renovable, es posible que todo el consumo energético sea de generación propia y no contaminante. En este caso, el objetivo es construir edificios con 0 emisiones y un impacto ambiental muy reducido.
Los edificios energía plus son aquellos edificios generan más energía de la consumida.
Las fuentes de energía renovable más empleadas en un edificio bioclimático son:
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La energía eólica.
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La energía solar térmica e incluso la energía geotérmica.