Introducción a la sostenibilidad y el diseño bioclimático de edificios

Introducción
INTRODUCCIÓN A SU ESENCIA; PRECISIÓN Y VERDAD
ESPACIO Y TIEMPO; LA LUZ
FUNCIÓN Y FORMA; LA GRAVEDAD
ESTRUCTURA Y TÉCNICA; LA DISONANCIA
NATURALEZA Y CONTEXTO
MATERIALIDAD
ASPECTO MEDIOAMBIENTAL
HUMANIDAD

Sostenibilidad y
Ecología
Impacto de los edificios
Huella de Carbono

Aspecto medioambiental
● Emplazamiento
● Aspectos Constructivos
○ Materiales y forma
○ Distribución
○ Piel, elementos (ventanas…)
● Aspectos Bioclimáticos
○ Acústicos
○ Climáticos, Térmicos y Lumínicos
■ Temperatura, Ventilación
■ Luz
■ Sistemas de control solar
● sistemas pasivos de aprovechamiento solar
térmico lumínico
○ captación solar directa
○ captación solar indirecta
○ refrigeración por evaporación
● Iluminación natural,
○ principios de iluminación natural
○ el albedo
○ materiales
○ componentes y conceptos de diseño
● LEED
● Análisis digital

Emplazamiento
Clima cálido seco . Se caracteriza por las altas temperaturas durante el día y confortables o frescas durante la noche en verano.
- Ubicaciones que protejan en verano de la radiación solar y de los vientos cálidos: en el interior de bosques, en áreas geográficas deprimidas y
en zonas cercanas a masas de agua, ya que refrescan el ambiente al evaporarse.
- Reducir la exposición a la radiación solar mediante asentamientos compactos e incluso semienterrados, generando sombras proyectadas de
unas superficies sobre otras, pintadas de colores claros para reflejar los rayos solares.
- Gran oscilación de temperaturas día-noche, materiales de gran inercia térmica
- La inclusión de patios, con presencia de agua y plantas para humidificar el ambiente, facilita el almacenamiento del aire fresco de las noches.
- Es necesario evitar una excesiva permeabilidad al aire caliente diurno en verano. Las aberturas al exterior, pocas, pequeñas y protegidas
mediante voladizos, persianas o vegetación, se cierran en las horas de más calor y se abren por la noche al aire fresco.

Emplazamiento
Clima cálido húmedo - FAVORECER LA VENTILACIÓN.
- Fuerte protección frente a la radiación: persianas, celosías, voladizos...y garantizar una buena ventilación diurna y nocturna.
- Aumentar la velocidad del aire que incide sobre los ocupantes.
- Las edificaciones poco asentadas en el terreno favorecen la circulación del aire y, en consecuencia, la disminución de la humedad. Por
lo tanto, son aconsejables los emplazamientos elevados. En climas muy húmedos es recomendable la construcción separada del terreno.
- En zonas muy húmedas no se recomienda ubicaciones cercanas a bosques, ya que aumentan la humedad ambiental y obstaculizan el
paso del viento. Por el contrario, las ubicaciones próximas al mar son aconsejables
- Las formas dispersas (poco compactas) facilitan las posibilidades de ventilación, al mismo tiempo que aumentan la refrigeración nocturna
por la mayor superficie de radiación a la bóveda celeste durante la noche.
- Los retranqueos en fachada si son excesivos pueden provocar el estancamiento del aire.
- Las cubiertas y fachadas sobrepuestas y ventiladas ayudan a refrigerar el edificio.
- Es necesario favorecer la circulación del aire mediante huecos de ventilación. Para ello se colocarán las aberturas en fachadas opuestas
(soleadas-en sombra), o en diferentes plantas para favorecer el tiraje térmico (sótano-bajo cubierta), siendo aconsejable la inclusión de
corredores.
- Las grandes alturas interiores permitirán la estratificación del aire caliente.
- Es conveniente elegir colores claros y superficies rugosas en fachadas y en cubiertas.

Emplazamiento
Clima frío - Protección, aprovechamiento de la radiación solar si la hay.
- Las edificaciones se agrupan, protegiéndose mutuamente del viento, o se entierran. Construcciones compactas, herméticas y fuertemente
aisladas, con el mínimo de superficie expuesta al frío exterior para mantener el calor generado en el interior.
- La edificación debe situarse en laderas orientadas a sur y protegidas del norte, por ejemplo, mediante la vegetación, que puede actuar
como pantalla de protección frente a los vientos fríos.
- Las ubicaciones próximas al mar pueden ser aconsejables porque suavizan las temperaturas, mientras que las cercanas a ríos o lagos
pueden provocar el estancamiento de la humedad con el consiguiente aumento de la sensación de frío y la aparición de nieblas que
interfieren la radiación solar.
- Un buen grado de asentamiento en el terreno proporcionará al edificio mayor inercia térmica.
- Reducirse la superficie de las fachadas expuestas al viento, así como el número y tamaño de sus huecos. Aunque debe favorecerse la
entrada de radiación solar, hay que valorar las pérdidas energéticas que una excesiva permeabilidad de su piel provocaría en el edificio.
- SE recomienda una alta compartimentación de las estancias, ya que permite un control de temperaturas diferenciado.

Emplazamiento
Climas templados
- En climas mediterráneos continentales son aconsejables las aberturas a sur que permitan el aprovechamiento de la energía solar en
invierno, siempre que dispongan de protección solar en verano y aislamiento (por ejemplo, contraventanas interiores) para las épocas frías.
Debe facilitarse la ventilación selectiva (en las noches estivales), pero sin descuidar la incidencia de los vientos fríos invernales.
- La inclusión de masa térmica interior facilitará la absorción del exceso de calor diurno interior, por lo que es recomendable la colocación
del aislamiento por la parte exterior de los cerramientos soleados. En cerramientos sin posibilidad de captación en invierno, el aislamiento
interior facilitará su calefacción mediante energías añadidas.
- En climas mediterráneos marítimos lo principal es protegerse del frío y la humedad en invierno y del calor en verano. Por lo tanto, debe
facilitarse la entrada de sol en épocas frías y dificultar en épocas calurosas (mediante aberturas protegidas a sur), evitando en lo posible
las orientaciones este y, sobre todo, oeste por el exceso de radiación que reciben en verano. La superficie V disposición de aberturas (a
orientaciones frescas) debe facilita~ la ventilación continuada en esta época.
- Las cubiertas y fachadas sobrepuestas y ventiladas refrigeran el edificio en verano, pudiéndose crear cámaras estancas en invierno. La
inclusión de inercia térmica interior no es tan importante como en los climas continentales, aunque sí recomendable en muchos casos,
sobre todo en zonas con posibilidad de captación solar en invierno.
- En climas mediterráneos de montaña lo principal es protegerse del frío. Por lo tanto, se recomiendan las edificaciones compactas,
protegidas de los vientos dominantes y con un buen nivel de aislamiento. Es aconsejable el aprovechamiento de la energía solar mediante
la incorporación de ventanales a sur que deben protegerse durante la noche mediante aislamiento interior.

Aspectos Constructivos - MATERIALES
Materiales
- Funcionamiento
- Localización
- Durabilidad
Aspectos Constructivos Materiales Forma

Aspectos Constructivos - FORMA
- Compacidad (grado de concentración de las masas que componen al
edificio)
- Porosidad (proporción entre volumen lleno y vacío del edificio)
- Esbeltez (alargamiento sobre la vertical)
La forma del edificio debe dar respuesta al clima. Minimizar las pérdidas de calor
en épocas frías y las ganancias en épocas calurosas, facilitar la protección contra
los vientos no deseados y favorecer la ventilación natural:
- En invierno la radiación solar incide más ortogonalmente a paramentos
verticales que en verano.
- La fachada sur recibe más radiación solar en invierno que en verano a
pesar de la distinta duración del día
.
- La radiación solar en fachadas este y oeste es del orden de 2,5 veces
mayor en verano que en invierno. La cubierta recibe 4,5 veces más
radiación en verano que en invierno.

…
- En general, para climas templados, el edificio lineal en la dirección este –oeste es la forma más eficaz.
- En climas cálidos no necesitados de captación puede resultar interesante las orientaciones norte.
(siempre hablando en términos de hemisferio norte)
- En climas extremos, muy fríos o muy calurosos, son aconsejables los edificios compactos (factor de forma
pequeño), con una exposición mínima bien a las bajas temperaturas o biena la radiación solar.
- Es de efecto beneficioso una geometría compleja de fachada en zonas con fuerte radiación, donde la
proyección de sombras entre paramentos exteriores o interiores (patios) proporcionará una disminución de
la temperatura ambiental.
- La forma global del edificio deberá responder a las necesidades de ventilación y protección solar.

De los trabajos de Olgyay podemos sintetizar que:
- La casa de planta cuadrada no es la forma óptima en ninguna
zona
- Todas las formas alargadas en dirección norte sur funcionan
menos eficientemente que la forma cuadrada
- La forma óptima en todos los climas templados es la alargada en
dirección este-oeste.
- En latitudes desde 32ª a 56º, el sur del edificio recibe tres veces
más radiación en invierno que los lados este y
oeste del edificio. Durante el verano los lados
este oeste recibirán mayor radiación que el muro
sur.

Aspectos Constructivos - DISTRIBUCIÓN

Aspectos Constructivos - PIEL
La superficie de contacto entre el edificio y el terreno se relaciona en gran medida la inercia térmica , edificaciones
semienterradas tendrán más estabilidad térmica.
Las pieles constituidas como superposición de capas de materiales facilitan la incorporación de elementos
aislantes, cámaras de aire intermedias y facilitan el control energético, permitiendo en algunos casos la ventilación
en épocas determinadas.
La permeabilidad es aconsejable en climas que necesitan ventilación abundante y desaconsejable en climas
extremos de frío o calor.
La transparencia de la piel influye directamente en el grado de asoleo y las pérdidas energéticas del edificio, asi
como en el grado de iluminación natural.
En climas cálidos son aconsejables colores claros para minimizar absorción de calor por las paredes.

Aspectos Constructivos - PIEL
La superficie de contacto entre el edificio y el terreno se relaciona en gran mediada la inercia térmica ,
edificaciones semienterradas tendran más estabilidad térmica.
Las pieles constituidas como superposición de capas de materiales facilitan la incorporación de elementos
aislantes, cámaras de aire intermedias y facilitan el control energético, permitiendo en algunos casos la ventilación
en épocas determinadas.
La permeabilidad es aconsejable en climas que necesitan ventilación abundante y desaconsejable en climas
extremos de frío o calor.
La transparencia de la piel influye directamente en le grado de asoleo y las pérdidas energéticas del edificio, asi
como en el grado de iluminación natural.
En climas cálidos son aconsejables colores claros para minimizar absorción de calor por las paredes.

Aspectos Bioclimáticos
Aspectos Acústicos
● Reverberación. Persistencia de un sonido después de haber cesado su emisión por la reflexión
de las ondas sobre las superficies de un espacio. (ideal media)
● Focos
Aspectos Bioclimáticos Climático Térmicos Acústicos

Aspectos Climático Térmicos
● Temperatura y humedad
○ 21-26°
● Ventilación:
○ reduce humedad
○ renovación mín. 0.5/h
○ velocidad: 1m/s, -2/3°; >2ms, molesto

Sistemas de control solar
● elementos inherentes al edificio
○ elementos fijos de control (voladizos)
○ elementos móviles de control
● elementos añadidos a la edificación
○ vegetación
○ fuentes o estanques
○ pantallas artificiales
○ pérgolas
Aspectos Bioclimáticos Sistemas de control solar

Sistemas pasivos de aprovechamiento
solar térmico-lumínico
○ aprovechamiento térmico:
sistemas naturales contra el
calor
■ captación solar directa,
● orientación óptima
● vidrios dobles
● diseño de la
abertura
● invernaderos

Sistemas pasivos de aprovechamiento solar
térmico-lumínico
○ aprovechamiento térmico:
sistemas naturales contra el
calor
■ captación solar indirecta,
● muro de almacén
térmico
● cubiertas de agua
● habitaciones solares
● almacenamiento en
lecho de rocas

Aspectos Lumínicos
● Cantidad y color

Apple Store Fifth Avenue / Foster + Partners

Bibliotheca Alexandrina / Snøhetta

Bloomberg's European HQ / Foster + Partners

LEED Leadership in Energy & Environmental Design
sistema de certificación de edificios sostenibles
● Categorías
○ Ubicación y Transporte
○ Sitios sostenibles
○ Uso Eficiente del Agua
○ Energía y atmósfera
○ Materiales y recursos
○ Calidad ambiental de los Interiores
○ Innovación en el Diseño
LEED Ubicación y Transporte Sitios sostenibles Uso Eficiente del Agua Energía y atmósfera
Materiales y recursos Calidad ambiental de los Interiores Innovación en el Diseño

Sitios sostenibles
Ubicación y las conexiones - - Mejores ubicaciones son aquellas que promueven un crecimiento inteligente
● Redesarrollo y el desarrollo infill. Construir sobre terreno previamente desarrollado y terrenos abandonados (brownfields).
●Localizar infraestructura existente cercana.
●Proteger el hábitat y tierras sensibles.
●Aumentar la densidad. Crear una superficie más pequeña y maximizar la proporción piso-área o los pies/metros cuadrados
por acre.
●Aumentar la diversidad. Equilibrio de servicios, viviendas y lugares de trabajo.
●Alentar múltiples modos de transporte y promover el alternativo.Permitir que los ocupantes caminen, anden en bicicleta y
utilicen el transporte público Limitando el estacionamiento, conectando con el tránsito público y las sendas para bicicletas.
●Diseñar calles por las que se pueda caminar. Pensar los frentes de los edificios, las fachadas a nivel del suelo, la proporción
de ancho por altura en la calle y aceras. Limitar las velocidades en las calles. Incluir sombras
●Promover la conectividad.

Sitios sostenibles
Diseño de sitio sustentable:
● Minimizar las superficies duras. Diseñar caminos de entrada y senderos con
inteligencia.
●Usar el paisaje nativo. Seleccionar plantas que sean nativas al área tanto para
reducir el uso del agua como para proporcionar un hábitat para las aves y otras
especies locales. Incorporar mantillo en el paisaje para formar el suelo y eliminar las
malas hierbas naturalmente. Preservar los espacios abiertos y las áreas sensibles.
●Evitar la contaminación luminosa. Evitar la iluminación superior, el reflejo y la
intrusión.
Gestión de aguas pluviales a través del diseño:
●Aumentar el área de superficies permeables, como los techos verdes, el
pavimento poroso y los adoquines para traza urbana.
●Controlar las aguas pluviales. Instalar lagunas secas, jardines pluviales,
biocanales de drenaje y similares en el paisaje para
contener agua y ralentizar el índice de escorrentía.
●Recolectar agua de lluvia. En muchas jurisdicciones, el agua que se recolecta
puede usarse en sistemas edilicios, como agua de proceso, para inodoros o riego.

Sitios sostenibles
Estrategias para reducir el efecto isla de calor:
●Instalar superficies reflectantes en los
techos. Los techos de colores claros o blancos
absorben menos calor.
●Reducir el área de superficies pavimentadas
expuestas a la luz del sol. Limitar la cantidad de
superficies duras. Diseñar calles angostas, usar
pavimento de color claro, dar sombra a las
superficies duras con vegetación exuberante,
ubicar los estacionamientos en niveles
subterráneos.
●Plantar un bosque urbano o un techo verde.
Usar árboles, arbustos y jardinería paisajista en
las calles para reducir los efectos islas de calor
por medio de la evapotranspiración así como
para dar sombra.

Uso Eficiente del Agua
Preguntas orientadoras:
●¿Qué cantidad de precipitaciones cae en el sitio cada año?
●¿De qué manera se puede utilizar el agua en el sitio y cómo
puede reducirse esta cantidad?
●¿Cuáles son las fuentes de aguas grises, como la de las duchas
y lavabos, que fácilmente pueden recolectarse y reutilizarse para
usos no potables como el riego y los inodoros?
Estrategias:
●Elegir plantas adaptadas localmente.
●Usar xeriscaping. Estas plantas tolerantes a las sequías tienen
muy pocas necesidades de riego.
●Tecnologías de riego eficientes. Sistemas de goteo y burbuja, y
controladores basados en el clima.
●Usar agua no potable. El agua de lluvia recolectada, las aguas
grises o las aguas recuperadas son aptas para el riego.

Energía y atmósfera
Estrategia:
●Dimensionar el edificio de manera adecuada.
●Usar energía gratuita. Utilizar la orientación y la
sombra, las ventanas y la ventilación adecuadas de
las instalaciones para obtener las ventajas que
ofrece la ventilación natural, la energía solar y la
luz natural.
●Aislar. Diseñar la piel del edificio para evitar
pérdidas de frío o calor.
●Generar energía renovable en el sitio. Instalar
células fotovoltaicas, calentadores de agua solares
o turbinas eólicas montadas en el edificio.
● Comprar energía renovable fuera del sitio.

Materiales y recursos
Estrategia:
●Reutilizar edificios existentes y materiales rescatados.
●Planificar comunidades más pequeñas y compactas. Reducir la necesidad de construir nuevas carreteras y otra
infraestructura al evitar los patrones extendidos de uso del terreno.
●Diseñar edificios y hogares más pequeños y flexibles. Usar estrategias eficientes en términos de espacio, reducir el
espacio no utilizado, como corredores, y proporcionar espacios flexibles útiles para varias funciones.
●Usar técnicas de estructuración eficiente. Dos enfoques de estructura que intencionalmente utilizan menos materiales.
●Promover la reducción de fuentes de emisión en las operaciones. Designar centros de reutilización de suministros de
oficina o áreas en las que los suministros no utilizados o reutilizables estén disponibles.
Productos ecológicos:
●Identificar las fuentes locales de productos preferiblemente ecológicos. Utilizar materiales locales no solo reduce los
daños ambientales asociados con el transporte, sino que además apoya a la economía local.
●Desarrollar una política de materiales sustentables. Incorporar el razonamiento aplicado a sistemas. Evaluar los
materiales en función de sus consecuencias para la exploración y producción, y para la refinación, venta y distribución.
●Especificar materiales y equipamiento ecológicos. Dar preferencia a los materiales rápidamente renovables, los materiales
regionales, los materiales rescatados y aquellos con contenido reciclado.

Calidad ambiental de los Interiores
Estrategias:
●Usar iluminación natural. Diseñar el edificio a fin de proporcionar
a los ocupantes amplio acceso a la iluminación natural y a las
vistas. Optimizar el acceso a las vistas al utilizar divisiones bajas y
paneles de visión.
●Instalar ventanas operables. De ser posible, colocar ventanas que
se puedan abrir hacia afuera. Para ahorrar energía, se pueden
incluir sensores que informen al sistema HVAC que debe apagarse
si una ventana está abierta.
●Proveer el control de la temperatura y la ventilación a los
ocupantes. En edificios ventilados mecánicamente, colocar
termostatos que permitan a los ocupantes controlar la temperatura
de su ambiente inmediato.
●Otorgar el control de la iluminación a los ocupantes.
●Proporcionar muebles ergonómicos. Incluir muebles ajustables
para evitar lesiones por estrés repetitivo.
●Incluir diseño acústico apropiado. Utilizar superficies suaves.

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