La casa sostenible

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Las revistas de arquitectura y los artículos en línea suelen presentar la «construcción ecológica» como una consideración importante para el consumidor con conciencia ecológica a la hora de planificar una nueva casa. Una vez que uno va más allá de las imágenes brillantes que muestran hermosas casas con materiales de origen local y techos verdes, puede preguntarse «¿qué hace que el diseño de una casa sea realmente sostenible y cuáles son los beneficios de diseñar y construir de esta manera para el medio ambiente, mi familia y mi bolsillo?

Cuando se ejecuta con éxito, una casa sostenible se traduce en un ahorro global de energía, en la mejora del confort y la salud de los ocupantes y en la preservación de los recursos naturales. Al integrar estrategias adecuadas de iluminación natural y ventilación natural, y aprovechar las fuentes naturales de calefacción y refrigeración, se necesitará mucha menos electricidad, gas natural y otros recursos naturales para iluminar, calentar y refrigerar la casa. Al mismo tiempo, las mismas estrategias darán lugar a una mayor comodidad y salud de los ocupantes, señala la arquitecta Loreto Spá. Los estudios han demostrado que un mejor acceso de los ocupantes a la luz natural en los edificios da lugar a una reducción de los niveles de estrés, ciclos de sueño más saludables, mejores efectos en el sistema inmunológico y mejoras en el estado de ánimo y el bienestar psicológico de los ocupantes. Del mismo modo, se ha demostrado que la ventilación natural no sólo aumenta el confort de los ocupantes, sino que también se han atribuido beneficios a la funcionalidad del sistema inmunitario y a la salud respiratoria.

En muchos sentidos, las estrategias más eficaces y duraderas para incorporar principios sostenibles a su casa comienzan con la forma en que ésta se asienta en su propiedad, el tamaño general de la casa, la disposición y el diseño de la casa y sus espacios interiores, y la utilización por parte de la casa de los recursos naturales disponibles, como el sol y el viento. Estos son los elementos básicos de todo diseño sostenible y deben considerarse cuidadosamente antes de plantear estrategias más complejas como la instalación de paneles solares y la calefacción/refrigeración geotérmica.

El primer paso en cualquier diseño residencial comienza siempre con un análisis del emplazamiento y sus atributos naturales, como la exposición al sol y al viento, los árboles y la vegetación existentes y las vistas. En la mayoría de los climas (incluido el noroeste del Pacífico), lo ideal es orientar las estructuras a lo largo del eje este/oeste para maximizar la exposición al vidrio del sur. Esto permite que la máxima cantidad de luz y calor del sol entre en la casa durante los fríos meses de invierno, cuando los ángulos del sol son bajos. También es necesario incorporar suficiente sombreado para proteger la zona acristalada del sur del cálido sol de verano, incorporando voladizos profundos y otros dispositivos de sombreado que resultan útiles cuando el sol se desplaza a ángulos más altos en los meses más calurosos del verano. También es importante tener en cuenta la dirección del viento predominante. Lo ideal es que la mayor superficie de las paredes exteriores esté orientada hacia las brisas refrescantes del verano, de modo que la casa pueda utilizar la ventilación natural para mantenerse a una temperatura agradable durante los cálidos meses de verano. Las características naturales como las colinas y los árboles pueden dar sombra y modificar el viento y la ventilación de una casa.

Una vez seleccionada la ubicación y la orientación de la casa, el equipo de diseño empezará a seleccionar la masa total de la casa, las formas del tejado, la materialidad y el desglose de las paredes sólidas y las zonas acristaladas. Estas decisiones no sólo tienen un impacto importante en los espacios exteriores e interiores, sino que también ofrecen la oportunidad de reaccionar a las características ambientales del lugar. Dado que el control de la temperatura interior de una vivienda tiene un gran impacto tanto en el confort de los ocupantes como en el coste del uso de la energía, es importante considerar las formas en que el propio diseño de la casa puede ayudar a moderar las temperaturas. Tradicionalmente, se han utilizado estrategias de calefacción y refrigeración pasivas para conseguir temperaturas interiores más estables y con una mejor calidad del aire. Es importante tener en cuenta el diseño y la orientación de las ventanas, el diseño adecuado de los voladizos y los parasoles, la incorporación de masa térmica (como un suelo de hormigón) y las estrategias para fomentar la ventilación natural.

La orientación y el tamaño de las ventanas tienen un gran efecto en la ganancia de calor solar y, por tanto, en los niveles de confort interior de los residentes. Aunque la ganancia de calor solar es un atributo negativo durante el verano, suele ser positivo en invierno. El tamaño de los voladizos y los dispositivos de protección solar debe calcularse cuidadosamente en función de la ubicación geográfica exacta del lugar para que sean lo suficientemente cortos como para permitir que el calor del sol penetre en las aberturas de las ventanas durante el invierno, pero lo suficientemente largos como para cortar el sol durante el verano con el fin de dar sombra a los cristales y a los espacios interiores. Mientras que esta estrategia es bastante sencilla durante el verano y el invierno, es más difícil considerar los requisitos de sombreado en primavera y otoño, ya que el sol está en el mismo ángulo durante ambas estaciones, pero a menudo se desea una ganancia solar adicional en marzo, aunque no en septiembre.

También es importante tener en cuenta la orientación de las zonas acristaladas predominantes en una casa desde el principio del proceso de diseño. En el hemisferio norte, las ventanas orientadas al norte pierden calor, mientras que las orientadas al sur permiten la entrada de calor en el interior a lo largo del día. En climas con grandes oscilaciones de temperatura entre el día y la noche, es beneficioso situar grandes zonas acristaladas orientadas al este para recoger el cálido sol de la mañana y compensar las frías temperaturas nocturnas. En los climas más cálidos, las ventanas del oeste son las más propensas al sobrecalentamiento, y las claraboyas tendrán la mayor ganancia de calor en comparación con las ventanas y puertas orientadas verticalmente.

Aparte de los beneficios térmicos de moderar o aumentar la exposición al sol en los espacios interiores, las ventanas y los tragaluces ofrecen la oportunidad de introducir varios tipos de luz natural en la casa. Utilizar la luz natural puede reducir drásticamente la dependencia de la electricidad para la iluminación y se ha demostrado que aumenta el confort, la productividad y la felicidad de los ocupantes. La luz indirecta suele ser la más agradable para los ocupantes, ya que produce menos deslumbramiento y ganancia de calor. Esto puede conseguirse mediante ventanas no orientadas al sur o utilizando repisas de luz en las ventanas orientadas al sur para reflejar la luz en los techos.

Otro elemento que puede ayudar en los meses de calefacción y refrigeración es la integración de la masa térmica en el diseño de la casa. La masa térmica se refiere a materiales con una gran resistencia a los cambios de temperatura, como el hormigón, la mampostería o el agua. Los objetos con alta masa térmica absorben y retienen el calor, reduciendo la velocidad a la que el sol calienta un espacio y la velocidad a la que un espacio pierde calor cuando el sol se va.  La masa térmica se utiliza mejor en climas con grandes oscilaciones de temperatura entre el día y la noche, y no es eficaz (en realidad es perjudicial) cuando se utiliza en lugares con climas cálidos o fríos constantes.

De los muchos métodos de ventilación natural que se suelen utilizar en una residencia, el más conocido es el de fomentar la ventilación cruzada. Normalmente, esto se consigue colocando ventanas operables en el lado de barlovento de la casa, así como ventanas operables en el lado opuesto de la casa que ayudan a atraer las brisas refrescantes a través de la casa introduciendo aire fresco en los interiores y permitiendo que el aire interior más caliente salga. La colocación de ventanas bajas en el lado de la casa con una orientación más fría (norte) puede ayudar a la entrada de la ventilación de refrigeración en las partes más calurosas del día.

Un método de ventilación que funciona bien incluso cuando hay muy poco movimiento de aire en el exterior es la ventilación por acumulación, que utiliza el «efecto de acumulación», que se basa en el principio de que el aire caliente sube debido a su relativa flotabilidad, creando una presión más baja en las zonas inferiores de la casa, lo que hace que el aire frío sea aspirado a través de los espacios inferiores. Para que la ventilación por chimeneas funcione en una residencia, es necesario que haya muchas ventanas operables bajas combinadas con ventanas de claraboya operables altas, chimeneas de ventilación o palas de viento en el tejado o por encima de él.

La purga nocturna es un método de ventilación pasiva que funciona especialmente bien en climas con importantes diferencias de temperatura entre la noche y el día. Normalmente, la purga nocturna se consigue manteniendo las ventanas cerradas durante el día para mantener temperaturas relativamente frescas durante los días calurosos, y abriendo todas las ventanas durante la noche para permitir que el aire fresco expulse el aire caliente que se ha acumulado durante el día. La purga nocturna funciona especialmente bien cuando se combina con una masa térmica, como un suelo de hormigón visto, ya que la masa permanecerá a temperaturas más bajas durante más tiempo que otros materiales y puede ayudar a reducir la temperatura media de la casa.

A medida que la tecnología de aislamiento y acristalamiento ha mejorado drásticamente a lo largo de los años, la dependencia de las estrategias de refrigeración y calefacción pasivas se ha vuelto menos crítica para moderar la temperatura de una casa. Una envolvente moderna bien aislada tiene la capacidad de mantener una temperatura constante, y la tecnología de ventanas y puertas ha mejorado drásticamente con la introducción de unidades de doble e incluso triple acristalamiento, rellenos de gas entre los cristales y películas de baja emisividad con propiedades de bloqueo del calor y los rayos UV. Los hogares superaislados, combinados con una baja infiltración de aire (techos R60, paredes R-40, por ejemplo), reducen tanto la ganancia como la pérdida de calor en los hogares modernos.

Las primeras y más sencillas estrategias que aportamos al diseño de cada vivienda son una combinación de reducción del tamaño de la casa, estrategias sencillas de calefacción y refrigeración pasivas y una buena orientación en el terreno, junto con una casa bien aislada y sellada que se diseñe en respuesta al clima local y a las características específicas del lugar. La segunda parte de esta serie tratará sobre los posibles sistemas «activos» o más complejos de mecánica y electricidad que pueden utilizarse para complementar una «casa sostenible».

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