En el ciclo de conferencias de arquitectura Foros, que organiza UIC Barcelona School of Architecture y que se celebran de febrero a mayo en Barcelona, hemos podido compartir experiencias en este sentido por parte de estudios punteros, como Baumschlager Eberle Architekten.
El punto de partida consiste en considerar el edificio como sistema primario de control climático para invierno y verano. Este enfoque es uno de los factores transformadores de la expresión de una nueva forma de conceptualizar la arquitectura, alineándose con la iniciativa europea del New European Bauhaus y las recientes directivas europeas y normativas nacionales, como la nueva EPBD, el Marco Levels y las evoluciones, más tímidas, del código técnico.
Abordar inicialmente la demanda de calefacción constituye el primer paso hacia la transición de los combustibles fósiles hacia una arquitectura de cero emisiones, tal como se proyecta en las propuestas de actualización de las futuras normativas en materia de energía.
En climas mediterráneos, por ejemplo, la radiación solar directa en invierno, particularmente en edificios orientados al sur, puede proporcionar suficiente energía térmica para satisfacer las necesidades de calefacción. Sin embargo, la eficacia de este sistema depende críticamente de la capacidad del edificio para estar bien aislado y almacenar el calor acumulado durante las horas de sol, asegurando que este valioso aporte no se desperdicie cuando el sol no está presente.
La calefacción pasiva de manera evidente tiene un efecto directo solamente durante las horas de sol. Por lo tanto, es importante introducir en el diseño bioclimático un factor como la masa térmica. La masa térmica se refiere a la capacidad de los materiales de construcción para absorber, almacenar y liberar calor.
La capacidad de la masa térmica para regular la temperatura dentro de una edificación se fundamenta en el concepto de inercia térmica, que integra propiedades clave como la densidad del material, su capacidad para almacenar calor y su conductividad térmica.
Este equilibrio entre densidad, almacenamiento de calor y transferencia térmica permite el análisis de fenómenos tales como el desfase temporal en la transmisión del calor y la atenuación de las olas de calor durante el verano, así como la capacidad de «almacenamiento térmico» del edificio y la liberación subsiguiente del calor acumulado durante la noche.
La ventilación natural es el recurso primario que, junto a la inercia térmica, se introduce para un diseño bioclimático en verano. Este fenómeno aprovecha las diferencias de temperatura y presión para mover aire a través del edificio sin el uso de ventiladores o sistemas mecánicos. Este enfoque no solo refresca el espacio, sino que también mejora la calidad del aire interior.
Es importante de todas formas considerar que también el diseño de la ventilación natural se fundamenta en principios termodinámicos. Más allá de la simple presencia de ventanas enfrentadas en las fachadas para facilitar una corriente de aire, factores como el tamaño, la altura de las ventanas y su ubicación específica en la estructura son determinantes para establecer el caudal de aire óptimo.
Determinar el caudal de aire en un edificio bioclimático, siguiendo un enfoque similar al empleado en proyectos con sistemas mecánicos, es clave para la eficacia de la ventilación natural. La principal diferencia radica en que, mientras la ventilación mecánica utiliza una fuerza externa para crear una diferencia de presión y, con ello, dirigir el flujo de aire, en la ventilación natural, esta diferencia de presión es sustancialmente menor y resulta de factores naturales. Estos incluyen la variación de temperatura entre el interior y el exterior, que durante el verano puede ser mínima; la presión aerostática que estimula los flujos convectivos, y la dirección del viento, que proporciona una fuerza inicial.
Como último aspecto, es necesario cambiar el concepto de temperaturas de consigna con un aspecto más dinámico de confort adaptativo, una aproximación innovadora en el diseño de espacios interiores. Éste reconoce que la sensación de confort térmico de las personas no depende únicamente de temperaturas del aire estáticas, sino que también se adapta en función de una serie de factores variables, como las condiciones climáticas exteriores, la estacionalidad, y las expectativas y experiencias previas de los ocupantes.
La tecnología y los softwares de simulación emergen como herramientas esenciales que ofrecen un control objetivo sobre las variables ambientales, facilitando la traducción de inputs climáticos y datos de rendimiento en soluciones de diseño concretas.
Aunque tradicionalmente asociadas con la ingeniería de instalaciones, estas herramientas representan recursos subutilizados de gran valor para la arquitectura. De manera análoga a cómo los arquitectos emplean maquetas o modelos 3D para fomentar un pensamiento crítico y creativo, los modelos de cálculo desempeñan un rol crucial en el diseño bioclimático y en la creación de edificaciones sostenibles (Foto: obra del estudio Baumschlager-Eberle. Proyecto «Peterhof, Alpe Furx» en Zwischenwasser. Vorarlberg, Austria).
Autor: Mauro Manca, arquitecto y profesor de UIC Barcelona School of Architecture.