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Estrategias BIOCLIMÁTICAS en arquitectura + ¿Cómo usar el Diagrama de GIVONI?

Estrategias BIOCLIMÁTICAS en arquitectura + ¿Cómo usar el Diagrama de GIVONI?

Aprende a usar el diagrama bioclimático y a conocer cuales son las mejores estrategias a implementar para que un proyecto sea bioclimático.

¡Hola! ¿Qué tal? Las estrategias bioclimáticas en arquitectura son muy importantes hoy en día. Mientras estudiamos la carrera son VITALES para los proyectos que proponemos, pero… también pasa que a veces podemos confundirnos con ellas.

Abro un rápido paréntesis para disculparme de perderme del blog y de Pinterest, estuve en entregas del primer corte (que se sintieron como del tercero) y aproveché la Semana Santa para descansar. ¡Pero ahora si volvemos con todo el ánimo! 😀

Tal vez estás aprendiéndolas, tal vez ya las has utilizado, tal vez te gusta implementarlas en tus proyectos y lo haces muy bien. Hoy te traigo este post que me parece SUPER importante para todo estudiante de arquitectura que esté aprendiendo o reforzando estos conceptos.

¿Has escuchado de masa térmica y enfriamiento evaporativo? ¿Sobre la importancia de los aleros? ¿Sobre lo esencial que es un proyecto bien orientado? ¿Sobre la necesidad de proveer confort térmico a las edificaciones que proponemos?

Esta es la arquitectura del hoy, así que… ¡A aplicar estrategias bioclimáticas! Además, ¿Quién no ha estado alguna vez en un edificio cualquiera y se ha sentido incómodo porque es muy caliente o depende en un 100% del aire acondicionado?

¡Veamos entonces el poder de estas estrategias bioclimáticas! Para que nuestros edificios no sufran estos males (¡por favor!).

Te recomiendo especialmente que leas otro de nuestros posts que hablan sobre la diferencia de la Bioclimática con otros tipos de arquitectura «verde» o «sostenible». Diferencias entre Arquitectura BIOCLIMÁTICA, SOSTENIBLE, SUSTENTABLE, ECOLÓGICA y MÁS.

¿Qué son las estrategias bioclimáticas?

La arquitectura bioclimática es aquella que se diseña, a través de estrategias diversas, para aprovechar el clima local y las condiciones del entorno con el fin de conseguir una situación de confort térmico en su interior, sin la necesidad de utilizar sistemas mecánicos.

Las ventajas de realizar diseños bioclimáticos pueden incluir: ahorro por costes energéticos, confort térmico pasivo (que no necesita sistemas mecánicos), menor impacto en el medio ambiente y mayor confort autístico-visual-olfativo-térmico.

¿De donde vienen las estrategias bioclimáticas? Personalmente las he conocido desde el ‘gráfico psicométrico de Givoni‘ o la ‘carta bioclimática de Givoni’. Baruch Givoni fue un arquitecto israelí. Fue uno de los especialistas en arquitectura bioclimática más reconocidos del mundo que con su investigación nos dejó esta carta bioclimática.

Carta Bioclimática de Givoni (Procedimiento) + Descarga - YouTube
Fuente: https://www.youtube.com/watch?app=desktop&v=ybnkbiO3rSU

¡Uy! Antes de que me digas que el grafico parece una locura, espera. No es tan difícil como parece. Te recomiendo antes de seguir leyendo este post mirar uno o dos videos de cómo utilizarlo en YouTube y regresas.

¿Cómo usar el Diagrama de Givoni?

A medida que lo empieces a utilizar se va haciendo realmente sencillo manejarlo. En síntesis ¿Qué necesitas saber? Para usarlo debes:

  1. Conocer el lugar donde vas a hacer el proyecto. Ejemplo: Bogotá, Colombia.
  2. Hacer una tabla con: a) La temperatura media anual b) La humedad relativa anual, del lugar. O sea, la temperatura media (no máxima, no mínima; media) que hace y la humedad relativa (se da en porcentaje) que hay en el sitio desde enero hasta diciembre. Ejemplo:
Datos (para Bogotá, Colombia)EFMAMJJASOND
Temperatura media anual (°C)131414141414131313131314
Humedad relativa anual (%)818284868583817878848784
Fuentes: Temperatura media: NOAA. Humedad relativa: Weather Atlas.

3. Ubicar los datos. Luego de tener estos datos del sitio en el que estés interesado en implementar estas estrategias vas a volver al gráfico.

Primero mira a la línea horizontal más baja que ice ‘TEMPERATURA DE BULBO SECO (°C)’. Hay números desde el -5 hasta el 45; esa se referirá a la temperatura que tenemos en nuestros datos. Se miden hacia arriba representando las líneas verticales.

Ahora, mira las líneas curvas que comienzan al lado izquierdo del gráfico y suben hasta la zona derecha donde dice ‘HUMEDAD RELATIVA’. Cada línea termina en un porcentaje que va desde el 10% (que está abajito) hasta el 100%.

Sólo utilizaremos estas dos: las verticales y las curvas.

Digamos ahora que vamos a encontrar las estrategias bioclimáticas que se necesitan en Enero en Bogotá. Volvemos a nuestra tabla y la plasmamos en el gráfico de la siguiente forma:

La línea azul representa la temperatura (13°C) y la roja la humedad (81%). Solamente hay que unir ambas variables, la línea azul subió buscando encontrarse con la curva del 80% de la humedad relativa. ¡Y listo! Entonces esto haremos con todos los meses.

Luego de haberlo hecho, dependiendo del lugar que estés analizando, te darán puntos cercanos o lejanos (en zonas con estaciones). Y entonces cuando conseguimos los puntos miramos que (en el punto del ejemplo), este señala una zona de un color como marrón o café translúcido.

Como podrás haber imaginado cada color representa una estrategia base que el diagrama te sugiere para generar confort térmico en el lugar. En este caso, mira que señalé el punto «3» que dice «Ganancias Internas».

Cuando hayas mirado los puntos de cada mes del año lo más probable es que tengas dos o más estrategias.

4. Corrobora la viabilidad de las estrategias.

Luego de hacer el análisis con la tabla, te recomiendo que te salgas un poco de lo «técnico» y uses el sentido común para ver si las estrategias que estarías planteando realmente funcionan y aportan al proyecto.

¿Cómo así? Digamos por ejemplo que una de las estrategias que me sugiere el gráfico es «Enfriamiento evaporativo» (ya en el próximo punto hablaremos más sobre cada estrategia) pero digamos en resumen que esto es: enfriar el aire a través del viento y el vapor del agua para refrescar una zona.

Sin embargo, si me pongo a pensar Bogotá es una ciudad bastante fría y además húmeda. ¿Para que querría entonces «enfriar el aire» y colocar más puntos de humedad?

Toca entonces darle esa última revisada a las lógicas que resultan de la gráfica. Y estaríamos listos para conocer estas estrategias bioclimáticas. Lo importante es que ¡ya conociendo esta herramienta se pueden comenzar a aplicar en el proyecto las estrategias!

OJO: Algunas estrategias o colores se superponen con otras (si es que te estabas preguntando esto).

¿Cuáles son las estrategias bioclimáticas?

Claro, lo sé ¿Cómo las aplico si no tengo ni idea de que son? Jaja ya estamos llegando a eso. Debo decir antes que: HAY INFINITAS FORMAS para aplicar las estrategias bioclimáticas.

Las que arroja el diagrama son ‘las ESTRATEGIAS’, sin embargo, hay muchas ‘FORMAS’ de aplicarlas. Por ejemplo, el enfriamiento evaporativo del que hablamos. Esa es la estrategia, pero me dirán ¿…y el como?

Claramente es otro tema que si lo añado aquí va a parecer un enorme testamento. Pero digamos que este se puede aplicar (o sea el cómo se vuelve tangible en el proyecto) colocando un cuerpo de agua antes de la fachada que tiene el viento predominante, o a través de una piscina, o tal vez unos rociadores.

Por esto digo, hay muchas formas que en realidad dan cabida a la imaginación. Pero obviamente debemos pasar el primer escalón antes de saltar al décimo ¡Ahora, veamos bien cuáles son estas estrategias!

Estrategias bioclimáticas

Vamos a basarnos en la enumeración del gráfico que hemos estado viendo. ¡Entonces…!

  1. Zona de Confort: esta área representa una zona en la que no se necesita ninguna corrección constructiva para la obtención de bienestar y en la que cualquier edificación media cumple con las condiciones para que haya una sensación térmica agradable, si no hay radiación solar directa hacia el interior.
  2. Zona de Confort Permisible: esta área es la expansión de la zona anterior en donde la sensación térmica es en general bastante aceptable y cómoda.
  3. Ganancias Internas: en esta área se consigue llegar a condiciones de confort mediante el aumento de la temperatura ambiente del espacio. Esto se aplica en cómo la presencia de las personas en el interior de un recinto modifica la temperatura ambiente a través del movimiento y las actividades de las mismas y la ubicación y utilización de equipos y máquinas domésticas.
  4. Calefacción Solar Pasiva: en esta área se puede conseguir el confort al interior por sistemas de aprovechamiento pasivo de la energía solar. Se trata de diseñar el edificio para favorecer la captación solar que será acumulada y luego distribuida. Este punto se basa mucho en los materiales utilizados y cómo estos permiten la captación: directa, indirecta e independiente del sol.
  5. Calefacción Solar Activa: para corregir la situación térmica al interior de la edificación es necesario un aporte activo de calor. Esta energía se obtiene por el medio ambiente, pero no basta ya con los sistemas pasivos, sino que se hace necesario el uso de algún tipo de energía convencional como bombas, controles, motores que aumenten la ganancia de calor.
  6. Humidificación: se basa en la unión de la falta de humedad en el ambiente, con el frío. Para alcanzar confort se busca el aumento de la humedad relativa del espacio interior. Esto se hace por la ubicación de láminas, fuentes de agua y/o vegetación en las zonas con vientos predominantes.
  7. Calefacción Convencional: en esta área extrema, el aumento de la temperatura es necesario para alcanzar la sensación de confort, no puede producirse únicamente por medios bioclimáticos activos y pasivos, sino que hay que acudir a medios de calefacción convencionales con producción de calor mediante el consumo de energía (carbón, gas, electricidad).
  8. Protección Solar: la protección solar abarca desde los 21,5°C en adelante. Esta estrategia busca evitar la incidencia solar directa en la piel del edificio (huecos o cualquier otro cerramiento). Estos sistemas funcionan como apantallamientos para interceptar la radiación solar. Son formas pasivas como: uso de vegetación, aleros, celosías, toldos, parasoles, entre otros.
  9. Alta Masa Térmica: en esta región para alcanzar confort térmico al interior es necesario reducir la temperatura en el exterior. Esto se logra por el amortiguamiento de la onda térmica exterior (o sea evitar que pase el calor del exterior). Normalmente se determina con el tipo de material y grosor de los cerramientos según su orientación.
  10. Enfriamiento por Evaporación: en esta región se busca la disminución de la temperatura por medio del calor absorbido al producirse la evaporación del agua o de otro fluido y por otro lado el aumento de la humedad relativa al aumentar el vapor en el ambiente. Esto de logra por medios pasivos como láminas o fuentes de agua, vegetación y/o por medio activos como cubiertas estanque, rociadores en cubierta, entre otros.
  11. Masa Térmica y Ventilación Nocturna: se trata de evitar el calor del exterior durante el día penetre al interior de forma que con el uso de la Alta Masa Térmica combinada con aberturas que permitan ventilación, estas últimas se abran en la noche permitiendo la entrada de aire fresco.
  12. Ventilación Natural o Mecánica: mediante la utilización de la ventilación cruzada se consigue la renovación del aire interior. Esto se puede al ubicar los vanos o aberturas según la dirección principal del viento en el año. Para esto existen muchas estrategias pasivas y/o activas.
  13. Aire Acondicionado: en esta región la disminución de la temperatura necesaria para alcanzar la zona de confort se debe producir por medio de equipos de acondicionamiento de aire mecánicos. A pesar de no ser un sistema bioclimático, hay que tener en cuenta de que un adecuado diseño del edificio así como una buena elección de materiales permite que el uso de este tipo de refrigeración no tenga carácter prioritario sino meramente de apoyo.
  14. Deshumidificación convencional: en esta situación se intentan mejorar las condiciones interiores de recintos con altos niveles de humedad mediante la deshumidificación o desecación del aire. Es un sistema que necesita complementarse con otros sistemas estudiados, lo métodos a implementar se basan en la absorción del vapor de agua por sales desecantes y placas salinas absorbentes.

En las referencias les dejo para que vean la última presentación ‘Estrategias de Diseño’ que está en Issuu. ¡Super bien explicadas las estrategias!

Y estas son las definiciones de las estrategias bioclimáticas. Es importante saber que no se trata de usar solo una estrategia sino complementar una estrategia con otra según el análisis y el lugar.

Espero que hayas conseguido un poco más de claridad en este tema. Y espero seguir adentrándonos en estos temas de arquitectura bioclimática en el blog.

¡Gracias por leer!


Referencias

Ángel Sánchez. (15/11/2016). Estrategias Bioclimáticas para mejorar la Eficiencia Energética en los Edificios.

Iberdrola. (S.f.). What is bioclimathic Architecture?

María López de Aisiain. (27/01/2003). Estrategias Bioclimáticas en la Arquitectura.

Ramón ITC. (19/03/2011). Estrategias de Diseño.

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