Arquitectura bioclimática
Es aquella que logra en las edificaciones condiciones de confort de manera natural, sin tener que recurrir a sistemas mecánicos, ya que esa energía no es renovable, así no desperdiciamos los recursos naturales y no contaminamos el ambiente. Tenemos que considerar en las edificaciones la orientación más favorable y la utilización de recursos naturales como; el sol, la vegetación, la lluvia, el viento en cuidado del medio ambiente. Aplicando el bioclimatismo para diseñar, lograremos una edificación con eficiencia energética, generando menos costos usando los recursos renovables y aprovechando energías pasivas en las necesidades de un buen confort.
El clima y el diseño arquitectónico
Es importante prever las condiciones climáticas ya que afectan directamente al diseño arquitectónico, siendo el factor determinante para el confort térmico, los materiales a utilizar, ver la orientación y la forma arquitectónica de la edificación.
Estos elementos climáticos (movimiento solar, precipitaciones y vientos) pueden ser utilizados como un recurso a favor si es aprovechado eficientemente. Existe una fuerte relación entre estos elementos para lograr condiciones climáticas. Para poder entender esto, tenemos que tomar en cuenta que las precipitaciones constantes, generan un incremento mayor de humedad en el ambiente.
Por otro lado al tener un alto porcentaje de humedad relativa debido a las altas temperaturas de los trópicos húmedos y los cambios repentinos de las condiciones climáticas contribuyen a una mayor evaporación, esto se debe a que la nubosidad dependiendo de su naturaleza impide ó favorece la incidencia de la radiación solar directa en la atmósfera; por último la falta de ventilación necesaria para el movimiento de la masa de aire húmedo, incrementa la sensación de disconfort en el ambiente. Es por ello que es necesario tomar en cuenta estos aspectos para el correcto diseño bioclimático.
Criterios básicos de diseño bioclimático
Para poder diseñar con los criterios bioclimáticos lo primero que necesitamos es tener los datos meteorológicos de lugar y tener en cuenta el entorno, ya que normalmente estos primeros pasos no son considerados y se construyen edificaciones poco confortables.
En el caso de la selva, las condiciones son de un fuerte calor y humedad, además de constantes lluvias. Los problemas más significativos son la radiación solar excesiva y la alta humedad; por eso la sombra y el movimiento del aire son dos factores que incluyen en el diseño de la casa tradicional en la selva. Tanto la morfología rural como la forma arquitectónica, responde al hecho de sacarle ventajas a la vegetación y a la misma construcción, de tal manera que se encuentren adecuada sombra y ventilación.
La tradición de las casa es que están aisladas o protegidas por árboles y tienen techos de dos aguas muy amplios. Las habitaciones son muy altas y sin paredes, casi comparado a un parasol. Aquí se trata de construcciones ligeras para responder con rapidez a cualquier cambio relevante en la temperatura nocturna. Aquí se tiene una vivienda totalmente expuesta al aire, inclusive debajo del propio piso. Estas casas también demuestran una habilidad de integración con relación a las condiciones de su clima.
Sistema pasivo de climatización
Los sistemas pasivos para adecuar una construcción al ambiente y lograr una arquitectura eficaz y confortable son aquellos que utilizan al sol, vientos, humedad, vegetación y el manejo del espacio arquitectónico, sin depender de sistemas electromecánicos para crear un micro clima interior adecuado.
Las ventajas más resaltantes de los sistemas pasivos son las económicas, el ahorro en combustible, pero las otras ventajas no dejan de ser importantes; la de un mayor bienestar ambiental, buena temperatura, agradable y benéfica luz natural, con una estupenda comodidad fisiológica y psicológica.
Para el caso específico de Iquitos podemos resaltar dos, la humedad y la ventilación; ya que en clima cálido-húmedo, la humedad es el principal problema cuando se quiere enfriar el aire. En zonas calientes y húmedas se tiene un 40% de consumo en energía eléctrica usando el aire acondicionado.
Es por eso que para contrarrestar el exceso de humedad necesitamos una adecuada ventilación. Una manera es el uso de ventilación cruzada que no es más que vanos variando sus dimensiones y ubicados adecuadamente se aprovechan los vientos predominantes de la zona para refrescar el ambiente. El resultado es una mejor ventilación que mejora el nivel de confort.
Confort térmico
Se denomina Confort Térmico cuando las condiciones de temperatura, humedad y movimientos del aire son agradables confortables en referencia a actividad que desarrollan es
decir que: "se trata de neutralizar o evitar las condiciones climáticas dañinas y potenciar las buenas en relación a la comodidad delos usuarios "(HERTZ JOHN 1989:17).
Para la correcta evaluación del confort térmico hay que valorar sensaciones, existiendo unas variables modificables que influyen en los intercambios térmicos entre el individuo y el medio ambiente y que contribuyen a la sensación de confort, éstas son: la temperatura del aire, la temperatura de las paredes y objetos que nos rodean, la humedad del aire, la actividad física, la clase de vestido y la velocidad del aire.
Zona de confort térmico
Los efectos del medio ambiente inciden directamente sobre el hombre a través del parámetro térmico, acústico y lumínico. Sumados a estos, los factores de confort físico, biológico-fisiológico, sociológico y psicológico. El cuerpo humano puede absolverlos o percibir sus efectos, esforzándose para llegar a un punto de equilibrio, adaptándose a su entorno a punto que solamente requieran un mínimo de energía. Las condiciones bajo las cuales consigue este objetivo se definen como una zona de confort.
Dentro de los elementos físicos del entorno que tienen influencia sobre las personas, este trabajo se limita analizar uno de los elementos, la sensación térmica, sin el cual no es posible satisfacer el confort. Además, según el autor John Hertz la zona de confort es: “ condiciones bajo el cual se encuentra comodidad, se llama “zona de confort”. Aunque esta categoría es en parte subjetiva, si existe una razón fisiológica. Es una medida de los límites según los cuales el mecanismo termor-regulador se encuentra en un estado de menor actividad. ” (HERTZ JOHN 1989:17)
El primero en proponer un sistema de adaptación de la construcción a los requerimientos humanos y a las condiciones climáticas fue Victor Olgyay (Design with Climate), el problema de su sistema es que los cálculos están basados en la temperatura externas; cuando en realidad hay una gran diferencia entre la temperatura exterior e interior de una construcción.
En cuanto al autor B. Givoni (Man, Climate and Architecture) propuso el uso de un índice de tensión térmica que fuera una aproximación al clima del medio ambiente. Bajo su sistema, se calcula una aproximación de la temperatura interior, influida por el uso de ventilación, la reducción en la temperatura y el enfriamiento por evaporación todo manejado desde un diagrama del edificio bioclimático.
Balance térmico
El propósito de hacer cálculos es para determinar la eficiencia del diseño, con relación al nivel de comodidad producido en el medio ambiente. El propósito de los métodos es determinar un número preciso sino, que el propósito es tener una manera de comparar, aunque con medidas a veces inexactas y alternativas al diseño.
Donde tenemos que considerar la ganancia térmica, que se encuentra relacionada a la trasmisión del calor del exterior por medio las superficies del edifico, hacia el interior. Y esta ocurre de tres maneras, la primera es en los materiales sólidos por conducción, la segunda por el espacio que hay entre dos materiales este se llama convección, y la tercera es la de cámara de aire, que se da por ejemplo entre un espacio entre el techo y el cielo raso, la radiación de calor es hacia abajo y esto se debe a la radiación; este es un fenómeno de trasferencia térmica que permite si acción a través del vacío. También se tiene unos cálculos por pérdida ya que cuando la temperatura interna es más alta que la del exterior hay una pérdida de calor hacia fuera por trasmisión.
Elementos climáticos
Para entender los factores y los procesos que determinan las características de los distintos climas, tenemos que separar y estudiar individualmente los elementos que intervienen, temperatura, radiación solar, humedad, precipitaciones, nubosidad y vientos. Para diseñar una arquitectura apropiada al clima, tenemos que enfatizar en la comprensión de aquellas características que tienen una mayor influencia en la arquitectura tropical.
Radiación solar
La energía de un lugar a otro, puede efectuarse de varias maneras: por conducción, por convección o por radiación. En el caso de la radiación funciona a la velocidad de la luz y sin presencia de algún material como conductor, sin duda es la principal fuente de energía de la tierra y por ello es la fuente dominante en los diversos fenómenos climáticos.
Teniendo en consideración la radiación difusa, que es una radiación que se ve reflejada en el cielo, esta llega a la tierra desde la cúpula del cielo y no directamente del sol. Y por otro lado se tiene la radiación directa, que llega directamente del sol. Es por eso que la radiación total de cualquier superficie se calcula por la suma de la radiación directa más la difusa.
Temperatura
Lo más importante de tener en cuenta, es la medida de la temperatura promedio mensual, ya que representa la condición de mayor frecuencia. Si se trabaja teniendo ese promedio logramos un diseño que funcione la mayor cantidad de tiempo. En los trópicos, por su temperatura constante, el porcentaje entre los extremos de temperatura máxima y mínima es mucho más reducido.
La temperatura del aire y del terreno comparadas con la de la construcción pueden tener una marcada diferencia, al color de dichas paredes y sus materiales, además se tiene que considerar la radiación que impacta la superficie. Como se ve no solo la temperatura del aire influye en los niveles de comodidad del interior de la edificación.
Humedad
La humedad atmosférica tiene que ver con la cantidad de vapor contenido en la atmósfera, debido a la evaporación, la lluvia y a la transpiración de las plantas. No se tiene un patrón de distribución del vapor, ya que no es uniforme y varia por la temperatura y la radiación solar. Lo que sí es seguro que es mucho más alto en los trópicos húmedos que en otras partes del mundo.
Teniendo en consideración, la humedad absoluta que es la medida de la masa del vapor total en un volumen fijo del aire. Y también se tiene la humedad relativa, que no es más que la relación entre el vapor existente y el límite de aculturación total del aire bajo la misma temperatura, la utilidad de este dato es para determinar las consecuencias del clima en relación con el confort.
Tenemos la limitación que se tienen al tomar las medidas es únicamente durante ciertas horas, muchas veces las cantidades reales no coinciden con estas medidas obtenidas en relación al promedio de las temperaturas máximas y mínimas. En climas cálidos húmedos, si se presentan lluvias durante la tarde. Por ese motivo, en la mayoría de climas, la tarde es el momento en que hay menos humedad. Excepto, en los trópicos húmedos, donde este periodo es el que encontramos un nivel más alto de humedad.
Precipitaciones
La capacidad de retener vapor en el aire disminuye cuando la temperatura esta baja. Cuando esto sucede y cuando se llega al punto de rocío, se puede producir algún tipo de precipitación. Al igual cuando el aire tiene contacto con alguna superficie, sobre esta formación gótica de roció, en cambio, cuando no existe tal contacto se producirá una masa de neblina.
La formación de la precipitación empieza con la subida del aire a la atmósfera. Al elevarse, la presión baja y eso a su vez crea una temperatura más fría, en un proceso llamado adiabático.
Lo más problemático de para el diseño en los trópicos es la combinación de lluvia y vientos fuertes, con el resultado de que las lluvias penetren por la construcción. Es por eso que se debe tomar en cuenta, la dirección que tomen las lluvias por el viento.
Nubosidad
La nubosidad se mide porcentualmente o también en octavos de cielo cubierto por nubes. En una escala 8, un cielo totalmente claro es representado por 0 u un ciclo totalmente nublado, por 8. Estas unidades son llamadas octas. Lo más importante es saber que el porcentaje puede variar mucho durante el día y que usualmente, las nubes son más densas durante la mañana.
Las nubes tienen un papel central en el recorrido que tiene que atravesar la radiación solar para llegar hasta la tierra, y en las noches, en la cantidad de radiación dirigida hacia el cielo. Esto es algo que tiene que ver mucho con el cambio diario de temperatura y es por esta razón que también es importante la medida durante las horas de sol.
Vientos
La velocidad del viento se caracteriza por velocidad, variación y frecuencia de aquietamiento del viento, son las características más importantes de éste. No tienen un parámetro muy estable por su capacidad de volubilidad de dirección en minutos u horas. Esto afecta directamente el clima y crea cambios en los sistemas climáticos. Las variaciones se ven reflejadas en los datos de velocidad u dirección, siempre que se refiera a la dirección original del viento.
Aunque muchas veces la velocidad se fa en kilómetros por hora, lo más útil para diseñar es tener en cuenta la medida por metros por segundo. Y también tener en cuenta si promedio de velocidad y su dirección dominante y subordinada.
Conceptos básicos relacionados a la Normatividad
Reglamento Nacional de Edificaciones (2014) Norma EM. 110 Confort Térmico y Lumínico con Eficiencia Energética. Lima: El Peruano. Se consideran para el proyecto el mapa climático con la caracterización para Iquitos de Zona 8 Subtropical – Húmedo.
Citas bibliográficas:
HERTZ, John B. - Arquitectura Tropical - Diseño Bioclimático de viviendas en la Selva del Perú, Centro de Estudios Tecnológicos de la Amazonia - Iquitos Perú 1989.
ARQ. CARLA TELLO GORDILLO
Universidad Ricardo Palma
Facultad de Arquitectura y Urbanismo
con Diplomado en Arquitectura Bioclimática con Eficiencia Energética (2012).
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