BioarquitecturaenChile
TPlbr clve: Borqutetur, utetbldd, etrteg de otru. CEste artículo presenta tres áreas de estrategias de diseño y construcción, en el marco de la Arquitectura Bioclimática o Bioarquitectura: Bioarquitectura: el control control de la radiación solar e iluminación natural, la ventilación natural y A sistemas mixtos de caleacción/reriger caleacción/rerigeración, ación, y el aislamiento aislamiento térmico y acústico acústico en muros, techos y paviArquitectura Bioclimática Bioclimática aborda el tema de la sustentabilidad en el área de la construcción, construcción, lo Rmentos. La Arquitectura v ida de un proyecto, desde su Tque implica un manejo integral y e ciente de los recursos en todo el ciclo de vida posterior. Sconcepción, durante la construcción, en el uso y su reciclaje posterior. B key word: Borhteture, utblty, otruto trtege. A This article presents three areas o design and construction strategies in the context o the Bioclimatic Architecture or Bioarchitecture: solar radiation and natural illumination control, natural ventilation and combined systems o heating h eating / rerigeration, and thermic and acoustic insulation in walls, roos and foors. The Bioclimatic architecture approaches the subject o sustainability in the construction area, which implies an integral and e cient resource management in all its phases o the project’ p roject’s development: rom its conception, during its construction, its use, and later recycling process.
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BIOARQUITECTURA EN CHILE MANUEL NOVOA TONDA aRQUiTEcTO + asT cOnsULTOREs
inTRODUcción La arquitectura Bioclimática o Bioarquitectura es una orma de denominar el proceso de diseño de espacios habitables que utiliza la energía renovable del medio ambiente para su desarrollo. Arquitectura Sustentable, Solar o Ecológica son sinónimos de la Bioarquitectura, que presentan ciertos matices según diversos autores, de acuerdo al origen ecológico y reciclable de materiales de construcción, en la utilización de equipos de climatización sustentables, o en la concepción orgánica de la orma y geometría del proyecto, entre otros. El término Bioarquitectura contiene la noción de clima, en cuanto la palabra Bio incorpora al hombre y al medio ambiente. De esta orma, se concentran en un solo concepto la naturaleza, la biología, el ser humano y la arquitectura. Los grandes benecios de la Bioarquitectura son para los usuarios: se mejora la calidad de vida y el conort del ambiente construido, cuidando la salud de las personas y del medio ambiente. Además, se reducen los costos operacionales (de iluminación, caleacción y ventilación, entre otros) en un porcentaje cercano al 40%, dependiendo de la zona climática y de las estrategias y materiales incorporadas en el proyecto nal. De esta orma, la Bioarquitectura promueve la eciencia energética del sector inmobiliario y la construcción, tema clave, si se considera que este rubro representa cerca del 35% del consumo energético del país.
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EsTRaTEGias DE BiOaRQUiTEcTURa Para generar una arquitectura sustentable se requiere incorporar ciertas estrategias que puedan asegurar eciencia, tanto ambiental como energética. La Bioarquitectura propone tres principios undamentales para un tipo de construcción de alto estándar de diseño arquitectónico y bajo consumo energético. Éstos son: • • •
Control de la radiación solar e iluminación natural Ventilación natural y sistemas mixtos de caleacción/rerigeración Aislamiento térmico y acústico en muros, techos y pavimentos
1.-Controldelaradiaciónsolareiluminaciónnatural
- Oret de lo reto Una de las estrategias más importantes es el aprovechamiento solar en las distintas épocas del año, permitiendo el ingreso del sol a los recintos en épocas invernales, y evitándolo en las épocas de altas temperaturas y excesiva radiación solar. Al observar la geometría solar en el hemiserio Sur, con el n de asegurar la mejor distribución energética de los espacios, se establece que los recintos más habitables se ubicarían en dirección al norte. Uno de los conceptos uertes de la arquitectura solar pasiva, o Bioarquitectura, es producir el eecto invernadero en zonas habitables, al permitir el ingreso del sol a través de áreas vidriadas; esto es, que la energía del sol entre por el vidrio con una recuencia de onda, pero que al rebotar, esta recuencia cambie y no pueda salir, transormándose en calor.
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La utilización de la inercia térmica del subsuelo, al semienterrar y orientar los recintos habitables, también es una estrategia central. Se puede aprovechar el calor acumulado y permanente de la tierra en épocas invernales, y la inercia térmica para enriarla en épocas de verano. En Santiago, por ejemplo, a una proundidad de un metro, la temperatura siempre marcará alrededor de 18 oC, variando solo un par de grados en las dierentes estaciones del año. -Protectoressolares
Las áreas abiertas con vidrios aectarán de manera determinante la cantidad de luz y calor que ingrese a los espacios interiores. Para avorecer la calidad térmica y lumínica de los ambientes, hay que proteger las ventanas y achadas vidriadas de la radiación solar, especialmente en las este y oeste, en épocas de verano. Los protectores solares exteriores son el método más eectivo para reducir las ganancias de calor a través de las aberturas y ventanas. Esta reducción puede estimarse hasta en 80% en el caso de ventanas con vidrios claros simples. Los protectores solares deben adaptarse a la latitud del sitio, es decir, a la trayectoria y ángulo solar a lo largo del año, así como a la orientación de las ventanas en cada achada.
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Verano
Invierno
El uso de estos elementos es clave para lograr el conort térmico y lumínico en orma natural, y reducir el consumo de energía, disminuyendo el uso de caleacción en alrededor de un 35% en épocas de invierno, al permitir el ingreso del calor en el día, y evitar las pérdidas en la noche.
-Colectoressolares
Como elementos activos de la vivienda, destacan los colectores solares térmicos y otovoltaicos, que son para calentar agua y generar electricidad, respectivamente. Estos elementos de generación de energía natural a través de la radiación solar continua ueron considerados desde un inicio en la Bioarquitectura, utilizando los techos, y a veces las achadas, como soportes para éstos. La capacidad de generar agua caliente para caleacción o electricidad dependerá de los equipos de paneles solares y de los metros cuadrados instalados. Esto es un tema estudiado por las empresas de energía solar que hoy operan en Chile. -Iluminaciónnatural
Todas las estrategias de orientación y protección de los espacios buscan controlar la radiación solar, pero además son los actores determinantes de la iluminación natural de los espacios interiores. La ecuación entre iluminación natural y control de la radiación no solo mejora los actores térmicos (calor/río/ humedad), sino que determina el consumo eléctrico en iluminación y la estética interior de un recinto. El ahorro en consumo eléctrico al obtener una construcción con una adecuada iluminación natural es de un 40% aprox. Para asegurar esta proporción, la Bioarquitectura utiliza dos modernos sotware, Ecotect y Archisun, que analizan los espacios a través de una radiograía lumínica en planta y corte (Day Light Factor /Factor de Luz Día), determinando los lux (iluminancia) necesarios para cada espacio de acuerdo a sus necesidades.
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Asesoría para una vivienda con fachada Bioclimática en la V Región.
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2.-Ventilaciónnaturalysistemasmixtosdecalefacción/refrigeración -Ventilacióncruzadayefectoventuri
La Bioarquitectura utiliza el viento para avorecer las corrientes de ventilación natural proporcionales a cada época del año. Se proyectan recintos habitables con ventilaciones cruzadas controlables, a través de ventanas practicables o troneras insertas en ventanas, muros y techos. En los espacios interiores de una o doble altura, la estrategia es ubicar ventanas superiores e ineriores que aciliten el eecto venturi que apoya la ventilación natural de los recintos. Este enómeno se produce por los cambios de presiones y temperaturas, donde el aire caliente tiende a subir. Estas estrategias de ventilación son actibles de utilizar la mayor parte del año. Sin embargo, cuando las condiciones climáticas son muy extremas (- 0 °C + 33 °C), la Bioarquitectura recomienda utilizar sistemas mixtos de caleacción y enriamiento. La estrategia central consiste en dar hermeticidad completa a la construcción, solo intercambiando aire exterior a través de sistemas mecánicos de bajo consumo energético. La ventilación es elemental para climatizar la arquitectura, pero también es undamental para renovar el aire al interior de los recintos, aspecto clave en la higiene ambiental de los espacios habitables. -SistemasMixtosdeCalefacciónyEnfriamiento
La Bioarquitectura combina los sistemas tradicionales de caleacción y enriamiento (losa radiante, radiadores, aire acondicionado) con sistemas pasivos de climatización, como las ventilaciones cruzadas paralelas y en altura, y la utilización de la inercia térmica de la tierra como un actor estabilizador de la temperatura. El utilizar el agua o el aire como sistemas de enriamiento y caleacción de la vivienda es un moderno procedimiento de climatización que aprovecha la temperatura interior de la tierra. 42
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Estrategias Bioclimáticas para una vivienda en Colina.
Se requiere planicar la orma de enterrar los ductos de climatización que deben ir bajo la cota del terreno, para obtener una temperatura constante y climatizar los fuidos (aire o agua) que se reintegran a la vivienda a una adecuada temperatura. De esta orma, destaca la utilización de todas las estrategias bioclimáticas centrales, las cuales están respaldadas por resultados cientícos que mejoran el diseño arquitectónico y aseguran una eciencia energética y un ahorro económico. 3.-Aislamientotérmicoyacústicoenmuros,techosypavimentos -Aislantestérmicos
Uno de los propósitos de la construcción de Bioarquitectura es protegerse de las condiciones extremas del medio ambiente. El aislamiento térmico y acústico es undamental, debido a que involucra todo el sistema envolvente de los espacios habitables, el cual interactúa con el medio ambiente. Como consecuencia de un mal sistema de aislamiento se produce un gran derroche energético. El objetivo entonces es evitar la pérdida de energía y aumentar las ganancias térmicas internas. Los aislantes térmicos se caracterizan por su alta resistencia a las temperaturas extremas. Son necesarios para atenuar el intercambio de calor entre las habitaciones y el exterior o entre habitaciones con distintas temperaturas. El material más resistente al paso de calor es el aire. Por esta razón, se construyen materiales térmicos porosos o brosos, capaces de inmovilizar el aire connado en el interior. Se suelen considerar como aislantes especícos materiales combinados de sólidos y gases. Las opciones naturales de aislantes también son actibles de utilizar, los cuales proporcionan mayor comodidad y son menos agresivos con el medio ambiente ya que evitan las emisiones contaminantes durante su uso y después de su vida útil (Fibra de celulosa de papel reciclado, Cáñamo y lino, Panel de bras de madera, Lana de oveja, Corcho en planchas, Corcho triturado, Plumas de ave, Paja con cal). -Techosvegetalesyconterrazas
El uso de techos vegetales o terrazas en la parte superior de los recintos es una buena manera de aislar la construcción de las inclemencias del clima, considerando que más del 50% de la radiación y cerca del 90% de la lluvia caen sobre esta supercie. Su unción más importante es la protección contra el agua y soleamiento, y además, presentan un soporte estructural, una barrera contra el vapor y un aislamiento térmico con membrana impermeable, barrera contra raíces y un sistema de drenajes para el crecimiento de la capa vegetal. Esta solución presenta tanto aportes estéticos como técnicos, ayuda a la protección del medio ambiente, purica el aire, limpia el agua y ahorra energía. Cuando la solución son techos terrazas, éstos actúan como una potente barrera térmica y acústica.
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En general, los techos vegetales mejoran la calidad del aire, regulan la temperatura, aportan áreas verdes y omentan la conservación de la biodiversidad. Entre los benecios económicos que reporta el uso de techos vegetales, están la disminución de los gastos de energía en caleacción y la prolongación de la vida útil de la impermeabilización. En síntesis, Bioarquitectura propone una combinación de estrategias de arquitectura, ingeniería y construcción. Los objetivos centrales son elaborar arquitectura sustentable, adecuada a las necesidades de cada cliente, combinando diseño contemporáneo, y una moderna ingeniería de construcción, con el n de asegurar una eciencia energética y un ahorro económico en el uncionamiento de lo construido a lo largo del tiempo. Cabe destacar la incorporación de todas las estrategias bioclimáticas contemporáneas, que se integran a los aspectos térmicos (calor/río/humedad), lumínicos (luz natural) y acústicos.
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