Diseño de Edificios Sostenible
La pregunta acerca del aumento de los costos que pudiera ocasionar la ejecución de un proyecto de arquitectura medioambiental, es muy frecuente. Podría ocurrir que la suma atención en la realización de los trabajos de obra, el uso de materiales poco comunes, la reagrupación y el inventario de los residuos de demolición o construcción, o la implementación de diferentes métodos de captación de la energía, precise imponer sobreprecios en relación a la construcción convencional.
Sin embargo, también puede haber ventajas, como el uso de paneles solares, con un consecuente e innegable mejoramiento del medio ambiente.
Los estudios que necesita un proyecto con estas singularidades son de una importancia mayor, y a veces es necesaria la complementación de diferentes especialidades, como la inclusión de técnicos en ciencias del ambiente. También hay diversas estrategias a considerar que no precisan más que del conocimiento del entorno y la utilización y ejecución acorde de los parámetros determinantes, como la vegetación circundante, los vientos, las lluvias y el soleamiento.
El Soleamiento
Sabemos de la necesidad de la luz natural en los ambientes; partiendo de este punto, podemos prever estrategias para aprovechar la fracción infrarroja de la radiación solar incidente (la que aporta energía calorífica), y captarla, guardarla y usarla en beneficio de nuestro espacio. Para hacerlo, solamente debemos exponer las habitaciones a esta radiación, con una adecuada orientación, accediendo a su soleamiento permanente.
Lo primero que debemos conocer, es la posición del sol a lo largo del año, sabiendo que durante el solsticio de invierno en el hemisferio norte (22 de diciembre), transita la trayectoria más corta y baja, y que el 21 de junio (solsticio de verano, también en el hemisferio norte), llega a su máxima duración y altura. Luego deberemos proveernos de elementos protectores, como marquesinas, pérgolas y parasoles, entre otros, para optimizar los efectos refrigerantes.
El Almacenamiento Energético
Para poder almacenar la energía solar y usarla del mejor modo, deberemos ver dónde impacta el sol (en las paredes, suelos o techos), para poner en ellos el material adecuado para nuestro propósito. Tendremos que saber, entonces, que la madera no transmite bien la energía calorífica y tiene poca capacidad de acumulación, que el metal se calienta muy prontamente, que puede guardar mucho calor pero perderlo también con rapidez, que la piedra se calientan mucho al sol (cuanto más oscuras son más se calientan) y se enfrían lentamente, algo similar a lo que sucede con los ladrillos.
Conociendo estos datos podremos ser capaces de tener el control de la energía almacenada y luego restituirla al ambiente.
Las Estrategias Pasivas
Los llamados sistemas pasivos se encuentran integrados en el edificio, forman parte de la arquitectura. Puede ser un muro de ladrillo, un cerramiento de vidrio, una cubierta... que además de cumplir sus funciones habituales (estructurales, constructivas, estéticas...) captan la radiación solar y la trasmitan al interior del edificio.
Las Losas de Hormigón, muros de albañilería y Hormigón Armado tienen la cualidad de una gran admitancia e inercia térmica. Es decir, absorben o liberan grandes cantidades de calor o frío, lentamente.
Si en un día de verano exponemos a esta masa al calor interno provocado por el uso de oficinas, salones de clases, etc. permitiendo que se absorba y además evitamos que ingrese la radiación solar, tenemos la posibilidad de que se acumule ese calor en las paredes, pisos y techos. Durante la noche, mientras está desocupado el edificio, éste se ventila aprovechando que la temperatura está mas baja fuera, producto de la oscilación térmica. Así se libera el calor acumulado y se enfría para la mañana siguiente.
Esta estrategia permite mantener frío el edificio por varias horas de la jornada diurna, disminuyendo el tamaño y uso de una planta de refrigeración para aire acondicionado.
Para refrigerar un edificio hay que primero minimizar las ganancias de calor tanto externas como internas. Para recién refrigerar el excedente.
Por último, cuando no puede cambiarse el falso techo, existe el Material de Fase Cambiante (PCM , Phase Change Material), que cumple la tarea de acumular la energía en forma eficiente en un reducido volumen. Este material es a base de cristales de sal (tales como el Calcium chloride hexahydrate) contenido en unas bolsas que se instalan expuestas a la ventilación nocturna. El PCM se funde y solidifica a ciertas temperaturas y al hacer eso es capaz de acumular o entregar grandes cantidades de energía. Esto permite usarlos como acumuladores térmicos de frío, por ejemplo en el falso techo, para tener un ambiente fresco durante el día siguiente.
El Efecto Invernadero
El efecto invernadero se fundamenta en lo siguiente: la longitud de onda de la radiación solar que llega a la tierra se encuentra comprendida generalmente entre 0,3µm y 3,5µm. La mayor parte de los vidrios son permeables a estas longitudes de onda corta, lo que hace que aproximadamente un 80% de la radiación incidente sobre el vidrio lo atraviese (el otro 20% se refleja o lo absorbe el propio vidrio). Esta radiación que ha atravesado el vidrio calienta las paredes, el suelo, y en general todas las superficies contra la cuales incide, de forma que estos cuerpos, al calentarse, re-irradian al ambiente una energía que, en esta ocasión es de onda larga (del orden de los 11µm) frente a la cual el vidrio se comporta como un cuerpo opaco. De esta forma, el vidrio se comporta como la compuerta de una trampa de calor, de forma que permite la entrada de la energía pero no su salida, con lo que se calienta el ambiente exterior. Esto es, pues, lo que llamamos calefacción solar por aportes pasivos. A modo de ejemplo, se podría decir que la aportación de calor solar en una vivienda ordinaria podría ser del orden del 70% de sus necesidades caloríficas.
Estrategias Pasivas de Refrigeración
Se trata de aprovechar la inercia térmica para que los paramentos encargados de acoger calor se encuentren sombreados y fríos. Elementos tales como parasoles, contraventanas, fraileros, celosías, lamas y vidrios con prestaciones de control reflectante y absorbente servirán a efectos del control del calor.
Mediante disposiciones en ventilación cruzada aprovechando la diferencia de presión y temperatura entre fachadas opuestas, la colocación de chimeneas que promuevan la convección natural por corrientes de aire en el entorno del conducto, o la ubicación de patinillos en zonas interiores de la vivienda se obtiene el saneamiento e higiene necesarios por renovación de aire y se mitiga el sobrecalentamiento de los ambientes.
También puede recurrirse a técnicas de enfriamiento latente que son las que reúnen el movimiento del aire y el aporte del agua. Pasando una corriente de aire seco por una zona húmeda ( por vegetación o por presencia de fuentes y/o estanques ) el aire se humedecerá y enfriará, con lo que contribuirá a bajar unos grados la temperatura ambiente.
El Manual del Usuario
Debería ser simple, no incluir vocabulario demasiado técnico y dirigirse a una gran porción de la población. Además desarrollar:
- Nociones básicas acerca de lo que implica el control del confort del ambiente interior
- Estudios elementales del clima del entorno
- Directivas acerca del funcionamiento y el mantenimiento de la vivienda
- Técnicas y materiales requeridos en cualquier acción
- Función que un buen control de los residuos sólidos urbanos cumple en el medio ambiente.
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Enlaces Externos
- Diseño Medio Ambientalmente Sostenible Ejemplo de Actuaciones Reales - Por el CCVE - Consejo Construcción Verde España - Documento en PDF
- Animación Computarizada de la Trayectoria del Sol en Proyectos Arquitectónicos por el Centro de Investigación Hábitat y Energía, Facultad de Arquitectura, Diseño y Urbanismo, Universidad de Buenos Aires
- Nuevas Soluciones en Energía y Diseño Bioclimático por el Departamento de Estado de los EEUU
- Phase Change Materialen Wikipedia, en inglés