Texto de referencia

"Además del programa de necesidades, la primera etapa necesaria para iniciar un diseño pasivo consiste en la comprensión y entendimiento del clima. Para ello es necesario reunir y analizar los datos climáticos existentes que definen el emplazamiento.

Estos primeros datos deben ser tomados como generales o de aproximación, ya que a un nivel microclimático (entorno inmediato) pueden existir variaciones importantes en pocos cientos de metros debido a encauzamientos de vientos, vegetación, presencia de masas de agua, altitud, etc."

"Una experiencia de diseño bioclimático". José Ucar MartinArquitectura bioclimática. Proyectos y conferencias realizadas en las sedes de los Colegios de Arquitectos de Zaragoza, Bilbao, Valencia y Barcelona. Noviembre-Diciembre de 1988. ISBN 84-7753-084-X

El emplazamiento del edificio es uno de los factores que determinará las condiciones microclimáticas a las que se verá sometido. Aún encontrándose dentro de una zona con un clima claramente definido, las condiciones del entorno pueden influir de tal forma, que las características ambientales generadas a su alrededor sean sustancialmente diferentes, aconsejando un diseño arquitectónico distinto.

Por esta razón, además de considerar el clima general de la zona (temperaturas, radiación solar, nivel pluviométrico), es necesario tener en cuenta la posible influencia de otros parámetros que puedan llegar a conformar un microclima. Por ejemplo los vientos dominantes, la altitud, la presencia cercana de una masa de agua, la vegetación, la orografía y orientación del terreno, las agrupaciones en áreas urbanas, etc.

El viento es un elemento climático de gran importancia, por su influencia en el aislamiento térmico y en las infiltraciones. Su incidencia en la piel del edificio ocasiona un aumento de los coeficientes superficiales y, en consecuencia, en los coeficientes de transmisión de calor de muros y cubiertas.

La distribución de las presiones en las diferentes superfícies que envuelven un edificio puede ser muy compleja, pero se puede afirmar que en lugares muy expuestos el consumo de combustible puede llegar a duplicarse con respecto a situaciones más resguardadas (fig. 1).

La altitud influye directamente en la temperatura media anual, sobre todo en climas secos, en los que puede llegar a disminuir entre 0,5 y 1 ºC al aumentar aquélla en 100 m. Igualmente, y debido al menor filtro proporcionado por la atmósfera, a mayor altitud la radiación solar suele ser superior durante el día, de la misma forma que la emisión infraroja de energía hacia la bóveda celeste aumenta durante la noche, enfriándose la tierra más rápidamente. Esto se traduce en un salto térmico importante día-noche. La lluvia y la velocidad del viento también suelen ser mayores en altitudes elevadas.

La presencia cercana de una masa de agua (mar, río, lago... aproximadamente en un radio de 10 Km) puede actuar como regulador de las condiciones ambientales, ya que, debido a su inercia térmica, el agua se mantiene más fría que la tierra durante las horas de Sol pero más templada durante las nocturnas. Esta diferencia de temperaturas genera vientos suaves o brisas tierra-agua durante el día (refrescando la tierra) y agua-tierra durante la noche (calentándola) convirtiéndose en una gran ventaja en climas necesitados de refrigeración estival.

El microclima generado a su alrededor puede ser muy beneficioso en algunas zonas pero hay que valorar el aumento del grado de humedad, que puede llegar a no ser conveniente en entornos determinados. Por ejemplo, en climas muy húmedos, junto a lagos rodeados de vegetación u orografía que impida el movimiento del aire.

La vegetación también actúa como regulador térmico. Por un lado, conforma una pantalla frente a la radiación solar diurna y frente al enfriamiento rápido de la tierra en las horas nocturnas, provocando una disminución del salto térmico día-noche y un aumento de la humedad ambiental. Por otro lado, puede tener un efecto de modificación de los vientos dominantes de la zona y actuar como amortiguador de los ruidos exteriores.

La orografía del terreno tiene un papel importante en el diseño de las edificaciones, ya que el efecto pantalla de montañas circundantes puede provocar la desaparición de brisas generadas por masas de agua cercanas o del efecto de los vientos (beneficiosos o no) predominantes en la zona. En general, un obstáculo importante produce una aceleración de velocidades por la ladera donde sopla el viento y una zona de torbellinos por la ladera opuesta. Igualmente, la presencia de accidentes locales del terreno reduce la velocidad del viento a poca altura.

En lugares excesivamente cerrados por la topografia, puede llegar a producirse el estancamiento del frío y de la humedad, con la consiguiente disminución de radiación solar que este hecho comporta (nieblas).

La orientación de la zona también influye sobre el microclima. Las vertientes Sur de las montañas, además de recibir la mayor radiación solar y estar protegidas de los vientos fríos, permiten una mayor proximidad y altura de las edificaciones sin producir obstrucción al Sol, mientras que en las vertientes Norte ocurre todo lo contrario.

En las áreas urbanas las edificaciones dispuestas irregularmente (casco antigüo) actúan de pantalla frente al viento, mientras que el trazado de calles bien alineadas favorece su canalización, aumentando la evaporación. Hay que considerar que a medida que aumenta la densidad de edificación disminuye el efecto el viento. La diferente disposición de los edificios en el territorio hará variar los efectos del viento sobre ellos (fig. 2).

Así, las ciudades pueden presentar situaciones muy cambiantes de humedad (según la vegetación o la dirección de las calles), o de asoleo (atendiendo a las sombras proyectadas de unos edificios sobre otros). Hay que considerar, por ejemplo, que los edificios que no reciban el Sol bajo de invierno entre las 9 y las 15 h no pueden utilizar directamente la energía solar para calefacción y que desde el 20 de septiembre al 20 de marzo (6 meses) la fachada Norte del edificio y su espacio exterior adyacente están continuamente en sombra.

Por otro lado, a pesar de que el aumento de contaminación disminuya la radiación solar recibida, la generación de calor por actividades urbanas puede provocar la formación de una masa de aire caliente sobre la ciudad que impida la renovación del aire viciado. Además, en atmósferas contaminadas, se aumenta la absorción de la radiación de onda larga, elevando la temperatura; este hecho facilita la formación de nieblas, al ser capaz el aire de retener más vapor de agua.

En este sentido, las masas vegetales son muy beneficiosas, ya que reducen, al consumirlo, el CO₂ de la atmósfera.

Un buen diseño bioclimático aprovechará al máximo las condiciones beneficiosas del entorno y rechazará las perjudiciales, dando respuesta a los efectos variables del clima de la zona.

El emplazamiento del edificio determinará las condiciones microclimáticas a las que se verá sometido. Además del clima general de la zona, los parámetros a considerar son, especialmente: la altitud, la proximidad de una masa de agua, la vegetación, la orografía, la orientación y las configuraciones en áreas urbanas.

- No todos los emplazamientos tienen los mismos requerimientos: en climas mediterráneos, por ejemplo, las necesidades energéticas de refrigeración pueden exceder notablemente a las de calefacción.

- Un elemento resguardado por otro se puede considerar completamente protegido del viento, cuando la separación entre ambos es igual o menor que la misma dimensión que el elemento que protege. Si la separación es mayor, sin sobrepasar 5 veces la mínima dimensión de la pantalla, la presión recibida se puede reducir a la cuarta parte (fig. 3).

- Las masas de agua próximas actúan de reguladores térmicos y favorecen las brisas. Los emplazamientos cercanos a ellas son, en general, recomendables, debiéndose ponderar su conveniencia en determinadas circunstancias. Así, las ubicaciones cercanas al mar son más ventajosas que las próximas a lagos o ríos, ya que en las primeras están garantizadas las corrientes de aire que evitarán el estancamiento de la humedad.

- La plantación de una masa forestal adecuada puede hacer cambiar muy positivamente el microclima: aumenta la humedad ambiental, disminuye el salto térmico noche-día y puede actuar de barrera a los vientos fríos e incluso al ruido si su espesor es el suficiente (a partir de 30 m). Por otro lado, los árboles de hoja caduca proporcionarán sombra en verano y permitirán la radiación solar en invierno.

- En general, para todos los climas, la mejor orientación es la Sur. En climas cálidos es aconsejable protegerse de la Oeste, por su excesiva radiación solar en verano, pudiendo llegar a ser recomendable, en climas muy calurosos, las vertientes Norte de las montañas, ya que proporcionan mayor humedad al mismo tiempo que la radiación solar es menor.

- En climas cálidos húmedos:

• se debe garantizar el asoleo de los edificios, siendo fundamental favorecer su refrigeración
• son aconsejables los emplazamientos elevados, ya que proporcionan mayor posibilidad de ventilación
• en zonas muy húmedas no se recomienda ubicaciones cercanas a bosques, ya que aumentan la humedad ambiental y obstaculizan el paso del viento
• las ubicaciones próximas al mar son aconsejables, mientras que las cercanas a ríos o lagos deben garantizar las corrientes de aire que eviten el estancamiento de la humedad

- En climas cálidos secos:

• son convenientes ubicaciones que protejan en verano de la radiación solar y de los vientos cálidos
• son recomendables los emplazamientos en el interior de bosques (más frescos y húmedos)
• en zonas muy secas, que no tengan problemas de frío y humedad en invierno, son recomendables las ubicaciones en áreas geográficas deprimidas
• se aconseja las ubicaciones cercanas a masas de agua, ya que refrescan el ambiente al evaporarse

- En climas fríos:

• es fundamental propiciar el asoleo de los edificios , protegiéndolos al mismo tiempo del frío exterior
• la edificación debe situarse en laderas orientadas a Sur y protegidas del Norte
• la vegetación puede actuar como pantalla de protección frente a los vientos fríos
• en general, debe reducirse la supefície de las fachadas expuestas al viento, así como el número y tamaño de sus huecos
• 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.

- Una buena planificación urbanística debería asumir los parámetros climáticos de la zona (asoleo, temperatura, humedad relativa, vientos dominantes), beneficiándose o protegiéndose de ellos, a través del diseño, tanto del trazado de calles como de la ordenación de la edificación o la disposición de masas forestales.

Los vientos fuertes y los portadores de lluvia deben evitarse, mientras que los suaves pueden contribuir a la ventilación durante el verano. En todo caso, la utilización adecuada de los vientos dominantes debe considerar la relación entre las zonas residenciales y las industriales.

En general, para climas cálidos húmedos, se aconseja ordenaciones en manzanas que permitan la edificación lineal en el eje Este-Oeste, con la mínima exposición en testeros a Poniente y la máxima a Sur-Sureste, facilitando la ventilación cruzada a Norte y direccionando las calles en el sentido de los vientos dominantes u oblicuamente a ellos si son fuertes o portadores de lluvia. La refrigeración, favorecida por los vientos en verano, será más acusada en los edificios de mayor altura, pero hay que considerar su efecto barrera a la ventilación y asoleo de otros edificios vecinos.

En climas cálidos secos, donde es aconsejable un factor de forma bajo así como protegerse del aire caliente exterior, no se recomienda la edificación en altura, pero sí la vegetación adecuada (caduca o perenne) que hará aumentar la humedad ambiental y disminuir la temperatura. Se recomienda, pues, la manzana rectangular en el eje Este-Oeste y patio interior con abundante vegetación. La orientación a Poniente puede destinarse a usos que no requieran un confort especial (aparcamiento, etc).

En climas fríos, donde lo primordial es protegerse de los vientos nórdicos y las bajas temperaturas, se evitarán edificos altos (demasiado expuestos), procurando evitar los vientos dominantes mediante el trazado irregular de calles y la disposición de masas forestales que actúen de pantalla frente a éstos. La ordenación en manzanas aisladas, debería presentar un frente mínimo a Norte y el máximo a Sur, creando espacios soleados y protegidos del aire frío y cuidando al mismo tiempo la incidencia de sombras proyectadas de unos edificios sobre otros.