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Confort térmico y las teorías del diseño bioclimático

Existen numerosas teorías respecto al diseño bioclimático, éstas hacen referencia al confort térmico, una sensación térmica cuantificada en la relación de la persona con respecto a su ambiente más  inmediato.

Según la norma ISO 7730, el confort térmico “es una condición mental en la que se expresa la satisfacción con el ambiente térmico”. Depende directamente de los parámetros globales externos: la temperatura del aire, la velocidad y la humedad relativa, aunque también de parámetros específicos como son la actividad física desarrollada, el metabolismo o la cantidad de ropa.

01-01_24.img_assist_custom-290x344Fuente: educate-sustainability.eu

Para lograr una óptima sensación de confort debe haber un balance nulo entre el global de pérdidas y el de ganancias de calor, de manera que se mantenga un equilibrio térmico. Las variables de los parámetros de confort externos que interactúan entre sí son aquellas que se contemplan en las denominadas “cartas bioclimáticas”:

  • Temperatura del ambiente: entre 18 y 26 grados
  • Temperatura radiante media de las superficies del local: entre 18 y 26 grados
  • Velocidad del aire: entre 0 y 2 m/s
  • Humedad relativa: entre el 50 y el 65%
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Antecedentes históricos de la Arquitectura bioclimática

Para comprender el sentido del empleo de los diferentes materiales y sistemas constructivos en la arquitectura bioclimática es necesario echar la vista atrás, hasta los orígenes de la arquitectura. Desde sus inicios, el ser humano ha sabido de la importancia del sol y su influencia en nuestras vidas, un ejemplo es el observatorio de Stonehenge (3100 a. C), aunque se desconoce con exactitud su función, lo que es irrefutable es su relación directa con el movimiento del sol, éste sale justo atravesando el eje de la construcción durante el solsticio de verano.

Imagen: Vista aérea de Stonehenge. Fuente: Jason Hawkes/Getty – TheGuardian

Adentrándonos en la historia, cabría destacar figuras como Sócrates (470 a 399 a. C.), que defendía conceptos tales como “…en las casas orientadas al sur, el sol penetra por el pórtico en invierno, mientras que en verano el arco solar descrito se eleva sobre nuestras cabezas y por encima del tejado, de manera que hay sombra…”, este simple principio de diseño fundamentó la base de la arquitectura en la antigua Grecia.

Más tarde, Aristóteles (384 a 322 a. C.) defendería también similares principios básicos de la arquitectura al afirmar que “resguardarse del frío norte y aprovechar el calor del sol es una forma moderna y civilizada”. Entre las grandes figuras de las Historia Antigua, es también destacable el caso de Vitruvio (Siglo I a. C.) quien realizo el tratado sobre arquitectura más antiguo que se conserva y el único de la antigüedad clásica, con su extensa obra “diez libros de arquitectura” en los que se recogen formas arquitectónicas de la antigüedad greco-latina, materiales, construcción, tipos de edificios y un gran etcétera. Prestigioso arquitecto defendió sus ideas de una arquitectura pensada para el hombre en comunión con el entorno,  “tomar buena nota de los países y climas donde vamos a construir, una casa apropiada para Egipto no lo es para Roma”, “no se debe hacer sombra con nuevos edificios”, son algunos extractos que reflejan la importancia de la arquitectura solar pasiva y de la relación que ha tenido el proceso edificatorio con el clima a lo largo de la historia.

De manera más reciente e inevitablemente influenciada por la historia nos encontramos con la arquitectura popular o arquitectura vernácula, ya que la arquitectura bioclimática actual no deja de ser una arquitectura popular evolucionada que se sigue nutriendo de las experiencias de los antepasados, mediante el conocimiento empírico y la experimentación.

La principal característica de esta arquitectura es la utilización de los materiales de su entorno inmediato, el objetivo era crear microclimas y un lograr el mayor confort térmico minimizando las inclemencias del clima, en algunos casos extremo, además de no disponer de los medios actuales para utilizar materiales venidos de otras partes del mundo. Esto supone un menor impacto medioambiental ya que tras su ciclo de vida pueden ser devueltos sin riesgo de contaminación al propio entorno de donde se obtuvieron.

Un ejemplo de este tipo de arquitectura serían las cuevas, donde las temperaturas interiores no varían prácticamente durante todo el año, manteniendo temperaturas de entre 15 y 19 °C, son un claro ejemplo de adaptación al medio y aprovechamiento de la inercia térmica del suelo. En España podemos encontrar este tipo de arquitectura popular entre tantas otras en la zona de Granada. En esta misma zona encontramos una de las joyas arquitectónicas de nuestro país, La Alhambra, en ella podemos encontrar numerosas características constructivas en las que se basa la arquitectura bioclimática, destacan la orientación de los patios según la dirección de los vientos dominantes y el tratamiento del agua, un aspecto importantísimo en su diseño.

Imagen: Cuevas Andaluzas. Fuente: Guía turismo de Andalucía.

Si hablamos de arquitectura más cercana en el tiempo podemos encontrar ejemplos en los que también está presente la utilización del sol como fuente de energía y confort,  es el caso de los “grandes invernaderos”, como el Palacio de Cristal de Londres de Joseph Paxton dedicado a albergar la exposición de 1851. Pionero en su sistema constructivo, para su ejecución se utilizaron materiales como el cristal y el metal, que eran nuevos materiales alejados del uso generalizado por aquel entonces del ladrillo como material destinado a las grandes edificaciones. Este edificio supuso un cambio en la arquitectura mundial que comenzó a incluir estos materiales en las nuevas edificaciones como solución a una óptima iluminación, mejorando el confort interior en el caso del vidrio y mejorando la resistencia y durabilidad de las edificaciones mediante el uso de estructuras metálicas.

Imagen: Fachada original del Crystal Palace. Fuente: Wikipedia Imagen: Fachada principal original del Crystal Palace. Fuente: Wikimedia

También en Inglaterra promovido por la falta de salubridad de los barrios obreros así como la escasez de horas de sol, comenzaron a construirse las primeras “ciudades-jardín”, un ejemplo es el proyecto de Letchworth, a las afueras de Londres.

Ya en el siglo XX, durante los años 30 en adelante, Le Corbusier arquitecto de gran relevancia en la arquitectura moderna que a pesar de no caracterizarse en su obra más temprana por el aprovechamiento arquitectónico de los recursos naturales, comenzó un periodo de investigación de los efectos de la luz solar “Epure du soleil” y la relación de la arquitectura y su entorno, sus dibujos anticiparon los manuales clásicos del bioclimatísmo de Olgyay (1963) y Givoni (1969), que servirán de base para las  actuales herramientas de simulación informática. Así pues, defendió principios que bien podrían ser los cimientos de una arquitectura bioclimática, “el sol, la vegetación y el espacio son las tres materias primas del urbanismo” afirmaba en su manifiesto urbanístico redactado en el CIAM (Congreso Internacional de Arquitectos) en 1933 y publicado posteriormente por el prestigioso arquitecto.

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Si se desea profundizar en el tema es recomendable consultar: “Bioclimatismo en la arquitectura de Le Corbusier: El Palacio de los Hilanderos” – “Bioclimatism in the Architecture of Le Corbusier: The Millowners Association Building” de la Universidad de Alicante, (España). Persona de contacto (Autor)/Corresponding author: narequr@gmail.com (I. Requena-Ruiz). 

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La arquitectura a lo largo de toda su historia ha tenido en cuenta los principios en los que se fundamenta actualmente la arquitectura bioclimática en mayor o menor medida, el aprovechamiento de la alta inercia térmica de la tierra y su temperatura estable ha dado pie a que grandes arquitectos de la arquitectura orgánica hayan optado por soluciones que combinen la captación de la radiación solar con una arquitectura semienterrada, entre todas las obras cabe destacar el “Hemiciclo Solar” (1944), obra del arquitecto Frank Lloyd Wright. Ésta edificación está compuesta por una planta en forma circular en la que se entierra la parte norte y se abre un jardín hundido describiendo una concavidad acristalada que mira hacia el sur. El terraplén al norte y un muro de piedra de gran dimensión protegen la vivienda de los vientos dominantes y proporcionan calor y fresco en verano. Defendió que “sus viviendas debían ser parte de la naturaleza y crecer desde el suelo hasta la luz”, así queda reflejado en su obra y en concreto en su libro “The Natur House” donde promovía “una integración tanto en el lugar, en el entorno como en la vida de sus habitantes”. Es un ejemplo de adaptación al entorno (condiciones extremas de frío), utilización de materiales de la zona, eficiencia térmica y luz natural.

Alrededor de 1960, comenzó en la cultura occidental una tendencia a la protección del medio ambiente convirtiéndose más tarde en todo un movimiento, apareciendo conceptos nuevos como el de “casa ecológica”, recogido en el libro de James Lovelock, “Gaia una nueva visión de la vida sobre la tierra”.

Cabe destacar tal y como se menciona anteriormente la figura del arquitecto Victor Olgyay, es uno de los precursores en la relación entre la arquitectura y la energía, arquitecto y urbanista es considerado como el pionero del bioclimatísmo, es autor de numerosos libros relacionados con el tema entre los que cabe destacar “Arquitectura y Clima”, donde se recogen todos sus escritos tratando la relación entre un edificio y el medio natural que lo rodea así como la relación entre el ser humano y el clima. La mayoría de arquitectos bioclimáticos se nutren de sus enseñanzas y forman parte de la nueva corriente arquitectónica denominada arquitectura sostenible.