Bioarquitectura tecnologica

La arquitectura Bioclimática o Bioarquitectura es una forma de denominar el "proceso de diseño de espacios habitables, que utiliza la energía renovable del medioambiente 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 forma y geometría del proyecto entre otros.

Bioarquitectura concentra en su nombre el concepto de clima, dando por entendido que la palabra Bio incorpora al hombre y al medio ambiente. De esta forma, se concentra en un nombre la naturaleza o la biología, el ser humano y la arquitectura.

Los grandes beneficios de la bioarquitectura, son para los usuarios. Se mejora la calidad de vida y el confort del ambiente construido, cuidando la salud de las personas y del medioambiente.

Además, cabe destacar que se reducen los costos operacionales (costos de iluminación, calefacción, y ventilación entre otros), en un porcentaje cercano al 40%, dependiendo de la zona climática y de las estrategias y materiales incorporados en el proyecto final. De esta forma, la bioarquitectura promueve la eficiencia energética del sector inmobiliario y la construcción, tema clave si se considera que este rubro representa cerca del 35% de todo el consumo energético del País.

ESTRATEGIAS DE BIOARQUITECTURA

Para generar una arquitectura sustentable se requiere incorporar ciertas estrategias que puedan asegurar una eficiencia ambiental y energética.
Bioarquitectura propone tres principios fundamentales para la construcción con alto estándar de diseño arquitectónico y bajo consumo energético.
• Control de la radiación solar e iluminación natural
• Ventilación natural y sistemas mixtos de calefacción/refrigeración
• Aislamiento térmico y acústico en muros, techos y pavimentos

1.- Control de la radiación solar e iluminación natural

Orientación de los recintos

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. En nuestro hemisferio sur, los recintos más habitables se ubican al norte, analizando la geometría solar que asegure la mejor distribución energética de los espacios

Producir el efecto invernadero en zonas habitables, al permitir el ingreso del sol a través de áreas vidriadas (efecto invernadero? (que la energía del sol entra por el vidrio con una frecuencia de onda, pero que al rebotar cambia esta frecuencia y no puede salir, transformándose en calor), con estrategias de almacenamiento de esta radiación, es unos de los conceptos fuertes de la arquitectura solar pasiva, o Bioarquitectura.

Protectores solares

El área de las aberturas con vidrios afectará de manera determinante la cantidad de luz y calor solar transmitidos hacia el interior de los espacios. La mejor técnica para favorecer la calidad térmica y lumínica de los ambientes es proteger las ventanas y fachadas de vidrios de la radiación solar, especialmente en las fachadas este y oeste en épocas de verano.
Los protectores solares exteriores son el método más efectivo 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 fachada.

El uso de estos elementos es clave para lograr el confort térmico y lumínico en forma natural, y reducir el consumo de energía, disminuyendo el uso de calefacción en un 35% aproximadamente en épocas de invierno al permitir el ingreso del calor en el día, y evitar las perdidas en la noche.

Colectores solares

Como elementos activos de la vivienda, destacan los colectores solares térmicos y fotovoltaicos, que son para calentar agua y generar electricidad respectivamente.

Estos elementos son considerados desde un inicio en la Bioarquitectura, utilizando los techos y a veces las fachadas como el soporte de estos elementos de generación de energía natural a través de la radiación solar continúa.
La capacidad de generación de agua caliente para calefacción o electricidad para ser incorporada, dependerá de los equipos de paneles solares y de los metros cuadrados instalados, capacidades que están estudiadas por las empresas de energía solar que hoy operan en Chile.


Iluminación natural

Todas las estrategias de orientación y protección de los espacios, buscan controlar la radiación solar, pero además son los factores determinantes de la iluminación natural de los espacios interiores.
La ecuación entre iluminación natural y control de la radiación no solo mejora los factores térmicos (calor/frío/humedad), sino que determinan 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 Bioarquitectura utiliza dos modernos software, Ecotect y Archisun, que analizan los espacios a través de una radiografía lumínica en planta y corte (Factor de luz Día), determinando los lux (iluminancia) necesarios para cada espacio de acuerdo a sus necesidades.

2.- Ventilación natural y sistemas mixtos de calefacción/refrigeración

Ventilación cruzada y efecto venturi

Una estrategia fundamental en la Bioarquitectura es utilizar el viento, para favorecer las corrientes de ventilación natural proporcionadas 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 inferiores que faciliten el efecto venturi que apoya la ventilación natural de los recintos. Este fenómeno se produce por los cambios de presiones y temperaturas, donde el aire caliente tiende a subir.

Estas estrategias de ventilación son factibles 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 calefacción y enfriamiento. La estrategia central se transforma 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 fundamental para renovar el aire al interior de los recintos, aspecto clave en la higiene ambiental de los espacios habitables.

Sistemas Mixtos de Calefacción y Enfriamiento

Bioarquitectura combina los sistemas tradicionales de calefacción y enfriamiento, (loza 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 factor estabilizador de la temperatura.
El utilizar el agua o el aire como sistemas de enfriamiento y calefacción de la vivienda, es un moderno procedimiento de climatización que aprovecha la temperatura interior de la tierra.
Se requiere planificar la forma de enterrar los ductos de climatización que deben ir bajo la cota del terreno, para obtener una temperatura constante y climatizar los fluidos (aire o agua) que se reintegran a la vivienda a una adecuada temperatura.

3.- Aislamiento térmico y acústico en muros, techos y pavimentos

Aislantes térmicos

Uno de los propósitos de la construcción de Bioarquitectura es protegerse de las condiciones extremas del medio ambiente. El aislamiento térmico y acústico es fundamental, debido a que involucra todo el sistema envolvente de los espacios habitables, el cual interactúa con el medioambiente.
Como consecuencia de un mal sistema de aislamiento, se produce un gran derroche energético. El objetivo entonces es evitar las pérdidas de energía y aumentar las ganancias térmicas internas.
Los aislantes térmicos se caracterizan por su alta resistencia a las temperaturas extremas. El material más resistente al paso de calor es el aire y algunos otros gases. Por esta razón se utilizan como aislamiento térmico materiales porosos o fibrosos, capaces de inmovilizar el aire confinado en el interior. Se suelen utilizar como aislantes específicos materiales combinados de sólidos y los cuales proporcionan mayor comodidad y son menos agresivas 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 fibras de madera - Lana de oveja - Corcho en planchas - Corcho triturado - Plumas de ave - Paja con cal)

Techos vegetales y con terrazas

Utilizar techos vegetales o terrazas en la parte superior de los recintos, es una buena manera de asilar la construcción de las inclemencias del clima, considerando que mas del 50% de la radiación, y cerca del 90 % de la lluvia cae sobre esta superficie.
La función más importante es la protección contra el agua y soleamiento.

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 aportes estéticos como técnicos, ayudan a la protección del medio ambiente, purifican el aire, limpian el agua y ahorran energía. Cuando la solución son techos terrazas, estos actúan como una potente barrera térmica y acústica.
En general los techos vegetales mejoran la calidad del aire, regulan la temperatura, aportan áreas verdes y fomentan la conservación de la biodiversidad. A nivel de beneficios económicos destacan la reducción de aislamiento, reduce el uso de sistemas públicos de alcantarillado, reduce gases de efecto invernadero, disminución de los gastos de energía en calefacción y prolonga la vida útil de la impermeabilización.

En síntesis Bioarquitectura proponen una combinación de estrategias de arquitectura, ingeniería y construcción. Los objetivos centrales son elaborar arquitectura sustentable adecuada a las necesidades de cada cliente, incorporando una arquitectura contemporánea, y una moderna ingeniería de construcción, para asegurar una eficiencia energética y un ahorro económico en el funcionamiento de la construcción a lo largo del tiempo.
Destaca la incorporación de todas las estrategias Bioclimaticas contemporáneas, que se integran en los aspectos térmicos (calor/frío/humedad), lumínicos (luz natural) y acústicos.