Arquitectura sustentable

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Arquitectura sustentable

Arquitectura Sustentable, también conocida como Arquitectura Sostenible, Arquitectura Verde, Edificios Verdes, Eco-arquitectura y arquitectura ambientalmente conciente, es un modo de concebir el diseño arquitectónico buscando aprovechar los Recursos naturales de tal modo de minimizar el impacto ambiental de las construcciones sobre el ambiente natural y sobre los habitantes.

La arquitectura sustentable intenta reducir al mínimo las consecuencias negativas para el Medio ambiente de edificios; realzando eficacia y moderación en el uso de materiales de construcción, del consumo de energía, del espacio construido manteniendo el confort higrotérmico.

Energía y arquitectura

La eficiencia energética es una de las principales metas de la arquitectura sustentable, aunque no la única. Los arquitectos utilizan diversas técnicas para reducir las necesidades energéticas de edificios mediante el ahorro de energía y para aumentar su capacidad de capturar la energía del sol o de generar su propia energía.

Entre estas estrategias de diseño sustentable se encuentram la calefacción solar activa y pasiva, el calentamiento solar de agua activo o pasivo, la generación eléctrica solar, la acumulación freática, y más recientemente la incorporación en los edificios de generadores eólicos.

Calefacción eficiente

Los sistemas de calefacción son un foco primario para la arquitectura sustentable porque son típicamente los que más consumen energía en los edificios junto al Aire Acondicionado. En un edificio solar pasivo el diseño permite que los edificios aprovechen la energía del sol eficientemente sin el uso ciertos mecanismos especiales, como por ejemplo: células fotovoltaicas paneles solares, colectores solares (calentamiento de agua, calefacción, refrigeración, piscinas), valorizando el diseño de las ventanas. Estos mecanismos especiales se encuadran dentro de los denominados sistemas solares activos. Los edificios concebidos mediante el diseño solar pasivo incorporan la inercia térmica mediante el uso de materiales de construcción que permitan la acumulación del calor en su masa térmica como el hormigón, la mampostería de ladrillos comunes, la piedra, el adobe, la tapia, el suelo cemento, el agua, entre otros. Además es necesario utilizar Aislamiento Térmico para conservar el calor acumulado durante un día soleado. Además, para minimizar la pérdida de calor se busca que los edificios sean compactos y se logra mediante una superficie de muros, techos y ventanas baja respecto del volumen que contiene. Esto significa que los diseños muy abiertos de múltiples alas o con forma de espina deben ser evitados prefiriendo estructuras más compactas y centralizadas. Los edificios de alta compacidad tradicionales en los climas muy fríos son un buen modelo histórico para un edificio energéticamente eficiente.

Las ventanas se utilizan para maximizar la entrada de la luz y energía del sol al ambiente interior mientras se busca reducir al mínimo la pérdida de calor a través del cristal (un muy mal aislante térmico). En el hemisferio sur implica generalmente instalar mayor superficie vidriada al norte para captar el sol en invierno y restringir al máximo las superficies vidriadas al sur. Esta estrategia es adecuada en climas templados a muy fríos. En climas cálidos a tropicales se utilizan otras estrategias. El uso del doble vidriado hermético (DVH) reduce a la mitad las pérdidas de calor aunque su costo es sensiblemente más alto. Es recomendable plantar delante de las ventanas orientadas a los cuadrantes NO-N-NE árboles de hojas caducas para bloquear el sol excesivo en verano y a su vez permitir el paso de la luz solar en invierno cuando desaparecen sus hojas. Las plantas perennes se plantan a menudo al sur del edificio para actuar como una barrera contra los fríos vientos del sur.

Enfriamiento eficiente

Cuando por condiciones particulares sea imposible el uso del refrescamiento pasivo, como por ejemplo, edificios en sectores urbanos muy densos en climas con veranos cálidos o con usos que implican una gran generación de calor en su interior (iluminación artificial, equipamiento electromecánico, personas y otros) será necesario el uso de sistemas de Aire Acondicionado. Dado que estos sistemas usualmente requieren el gasto de 4 unidades de energía para extraer 1 del interior del edificio entonces es necesario utilizar fuertes y activas estrategias de diseño sustentable. Entre otras:

• adecuada protección solar en todas las superficies vidriadas.
• evitar el uso de vidriados en techos.
• buen aislamiento térmico en muros, techos y vidriados
• concentrar los espacios de gran emisión de calor (ejemplo: computadoras, cocinas, etc) y darles buena ventilación.
• sectorizar los espacios según usos.
• utilizar sistemas de Aire Acondicionado con certificación energética a fin de conocer cuan eficientes son.
• ventilar los edificios durante la noche.

Con esto se colaborará en reducir el calentamiento global y el Agujero de ozono en la atmósfera.

Refrescamiento pasivo

En climas muy cálidos donde es necesario el refrescamiento el diseño solar pasivo también proporciona soluciones eficaces. Los materiales de construcción con gran masa térmica tienen la capacidad de conservar las temperaturas frescas de la noche a través del día. Para esto es necesario espesores en muros o techos que varían entre los 15 a 60 cm y así utilizar a la envolvente del edificio como un sistema de almacenamiento de calor. Es necesario prever una adecuada ventilación nocturna que barra la mayor superficie interna evitando la acumulación de calor diurno. Puede mejorarse significativamente la ventilación en el interior de los locales con la instalación de una chimenea solar

Durante el día la ventilación debe ser mínima. Así al estar más frescos los muros y techos tomarán calor corporal dando sensación de frescura.

En climas muy cálidos los edificios se diseñan para capturar y para encauzar los vientos existentes, particularmente los que provienen de fuentes cercanas de humedad como lagos o bosques. Muchas de estas estrategias valiosas son empleadas de cierta manera por la arquitectura tradicional de regiones cálidas.

Producción de energías alternativas en edificios

Las Energías alternativas en la arquitectura implica el uso de dispositivos solares activos, tales como paneles fotovoltaicos o generadores eólicos ayudan a proporcionar electricidad sustentable para cualquier uso. Si los techos tendrán pendientes hay que tratar de ubicarlas hacia el mediodía solar con una pendiente tal que optimice la captación de la Energía Solar a fin que los paneles fotovoltaicos generen con la eficacia máxima. Para conocer la pendiente óptima del panel fotovoltaico en invierno (cuando el día es más corto y la radiación solar más débil) hay que restar al valor de la latitud del lugar el ángulo de la altura del sol. La altura del sol la obtendremos de una Carta solar. Se han construido edificios que incluso se mueven a través del día para seguir el sol. Los generadores eólicos se están utilizando cada vez más en zonas donde la velocidad del viento es suficiente con tamaños menores a 8 m de diámetro. Los sistemas de calefacción solar activos mediante agua cubren total o parcialmente las necesidades de calefacción a lo largo del año de una manera sustentable. Los edificios que utilizan una combinación de estos métodos alcanzan la meta más alta que consiste en una demanda de energía cero y en los ´80 se denominaban autosuficientes. Una nueva tendencia consiste en generar energía y venderla a la red para lo cual es necesario contar con legislación específica, políticas de promoción de las energías renovables y programas de subsidios estatales. De esta forma se evitan los costos excesivos que representan los sistemas de acumulación de energía en edificios. Uno de los ejemplos más notables es la Academia de Mont-Cenis [1] [2] en Alemania de los arquitectos Jourda & Perroudin inaugurado en 1999.

Implantación y emplazamiento

La localización del edificio es un aspecto central en la arquitectura sustentable y a menudo no es tenida muy en cuenta. Aunque muchos arquitectos ecologistas sugieren la localización de la vivienda u oficinas ideal en medio de la naturaleza o el bosque esto no siempre es lo más aconsejable; ya que resulta perjudicial para el ambiente natural. Primero tales estructuras sirven a menudo como la última línea de atracción del suburbio de las ciudades y pueden generar una tensión que favorezca el crecimiento del suburbio. En segundo lugar al estar aisladas aumentan el consumo de energía requerida para el transporte y conducen generalmente a emisiones innecesarias de Gases de efecto invernadero. Debe buscarse una localización urbana o suburbana cercana a vías de comunicación buscando mejorar y fortalecer la zona. Esta es la actual tendencia del nuevo movimiento urbanista. Una cuidadosa zonificación mixta entre áreas industriales (limpias), comerciales, residenciales implica mejor accesibilidad para poder viajar a pie, en bicicleta, o usando el tránsporte público.

Materiales para edificios sostenibles

Los materiales adecuados para su uso en edificios sustentables deben poseer características tales como bajo contenido energético, baja emisión de gases de efecto invernadero como CO2 - NOx - SOx - material particulado, ser reciclados, contener el mayor % de materiales de reuso, entre otros. En el caso de maderas evitar las provenientes de bosques nativos y utilizar las maderas de cultivos como el pino, el Eucaliptus entre otras especies. Entre los materiales usados en la construcción que más energía propia poseen se encuentran el aluminio primario (215 MJ/kg), el aluminio comercial con 30% reciclado (160 MJ/kg), el neopreno (120 MJ/kg), las pinturas y barnices sintéticos (100 MJ/kg), el poliestireno sea expandido o extruido (100 MJ/kg) y el cobre primario (90 MJ/kg), junto a los poliuretanos, los polipropilenos y el policloruro de vinilo PVC.

Manejo de residuos

La arquitectura sustentable se centra en el uso y tratamiento de los residuos en el sitio, incorporando cosas tales como sistemas de tratamiento de aguas grises mediante filtros y Estabilización biológica con Juncos y otras variedades vegetales acuáticas. Estos métodos, cuando están combinados con la producción de Compost a partir de Basura orgánica, la separación de la basura, pueden ayudar a reducir al mínimo la producción de desechos en una casa.

Reciclado de estructuras y materiales

Una cierta arquitectura sustentable incorpora materiales reciclados o de segunda mano. La reducción del uso de materiales nuevos genera una reducción en el uso de la energía propia de cada material en su proceso de fabricación. Los arquitectos sustentables tratan de adaptar viejas estructuras y construcciones para responder a nuevas necesidades y de ese modo evitar en lo posible construcciones que partan de cero.

Materiales reciclados

Entre los materiales posibles de reciclar se encuentra:

• la mampostería en la forma de escombro triturado para hacer Contrapisos o pozos romanos
• maderas de diversas escuadrías de techos, paneles y pisos.
• hormigón de pavimentos, que se vuelve a triturar y usar en estructuras de menor compromiso de cargas.
• puertas, ventanas y otras aberturas.
• aislantes termoacústicos.
• mayólicas y otros revestimientos cerámicos.
• cañerías metálicas.
• cubiertas de chapa para cercos de obra.
• hierro estructural para obras menores.
• hierro fundido para las líneas de agua y gas
• rejas.

En países no desarrollados es usual que haya una gran recuperación de demoliciones y sitios donde se concentran estos productos para su posterior reutilización. En Argentina se las denomina Chacaritas en alusión al mayor cementerio de Buenos aires.

Arquitectura y sostenibilidad social

La arquitectura genera un gran impacto social en la población y buenos ejemplos en cada comunidad local son necesarios para mostrar a la sociedad los caminos a seguir. En cada cultura en el tiempo surgieron nuevos tipos edificatorios pero solo algunos se convirtieron en modelos para ser repetidos por la sociedad. Mientras en EE. UU. son usuales las casas de construcción liviana (10 a 150 kg/m²), en América del Sur son mayoritariamente de construcción pesada (>150 kg/m²). Los materiales y modos de construcción son diferentes probablemente por la cultura que trajo cada tipo edificatorio. Dado que los cambios en las costumbres no son sencillos, se requieren de enormes esfuerzos para generar alternativas válidas que sean adoptadas por la sociedad.

Aquí entran conceptos tales como cual es el Costo inicial de un edificio, cual es el Costo a lo largo de su vida útil(estimada en 30 a 50 años), la Vulnerabilidad de las edificaciones y el análisis de riesgo, ¿puede una familia o una sociedad pagar dichos costos? ¿Puede afrontarse el Costo ambiental?

Son todas preguntas que cada sociedad local debe responder y la dirigencia debe dar respuestas adecuadas y sustentables.

Iniciativas locales

Las iniciativas locales surgen de problemas específicos por ONG o personajes de alto impacto mediático. Una de estas iniciativas es el Make It Right [3] que lleva adelante el actor norteamericano Brad Pitt a fin de reconstruir un centenar de viviendas en un barrio pobre de Nueva Orleans desvastado por el Huracán Katrina.

Lo novedoso de la iniciativa es que prestigiosos arquitectos locales e internacionales han donado proyectos de viviendas sustentables [4]. Cada ejemplo es un paso más en lo social y sostenible para generar propuestas cuando los gobiernos y los políticos fallan o niegan las necesidades de la sociedad.

Certificación ambiental edilicia

“El sector de la vivienda y de los servicios (compuesto en su mayoría por edificios), absorbe más del 40 % del consumo final de energía en la Comunidad Económica Europea. Se encuentra además en fase de expansión, que hará aumentar el consumo de energía ...”. En el caso de países con menor nivel de industrialización y alta urbanización puede alcanzar hasta el 50% del consumo final de energía primaria.

Estas afirmaciones pueden encontrarse en gran cantidad de directivas y reglamentaciones que priorizan la necesidad de reducir el consumo energético del sector edificación, tanto para avanzar en el cumplimiento de los compromisos ambientales (Protocolo de Kyoto) como para reducir la dependencia energética de combustibles fosiles o fuentes de energía convencionales.

Casos:

• la Directiva 93/76/CEE,
• en El Libro Verde de la UE (‘Hacia una estrategia para la seguridad de suministro energético en la UE’, 2000),
• la Directiva 2002/91/CE,
• el Código Técnico de la Edificación (CTE), España
• la Certificación Energética (CALENER), España
• el Etiquetado energético en Alemania
• el Etiquetado energético en USA. Certificado LEED - Leadership in Energy and Environmental Design.
• el concepto Embodied Energy
• el Programa LIDER
• el proyecto de Etiquetado Energético para la UE: Proyecto PREDAC (Promoting Actions for Renewable Energies)
• la Certificación Passiv Haus, Alemania.
• la Certificación Plus Energie Haus, Alemania.
• la Regulación energética edilicia en Argentina

Uno de los motivos que pueden justificar el escaso debate sobre los procesos de regulación y certificación energética de viviendas en casi todo el mundo es la elevada complejidad técnica del sistema ‘edificio’ desde un punto de vista energético. Esto sin duda ha alejado al resto de sectores sociales del debate destinado a definir los procedimientos a seguir para implementar las Directivas citadas (Caso UE). Sin embargo, en el sector de la edificación, tal y como han mostrado las experiencias en muchos países europeos, es fundamental la aceptación de distintos sectores de la sociedad para que una herramienta como la certificación energética tenga alguna utilidad. Un inicio es que estas certificaciones sean voluntarias hasta que logre impactar al mercado inmobiliario.

Datos bioclimáticos

El diseño de un edificio DAC (Diseño ambientalmente consciente) requiere de información cuantitativa sobre el sitio donde vaya a implantarse el edificio para incorporar las medidas de diseño pasivo más adecuadas. Conseguir datos bioclimáticos no es sencillo en especial en los países no desarrollados. Entre estos datos se encuentran: temperatura (°C), humedad relativa (%), humedad absoluta (g/kg; mm Hg/kg; kPa/kg), radiación solar (W/m2), frecuencia, dirección y velocidad del viento. Cada país cuenta con servicios meteorológicos a los que se puede acudir para obtener la información, aunque no siempre son gratuitos.

La NASA tiene un servicio gratuito donde obtener datos medios mensuales calculados (se indica el error) de prácticamente todos los parámetros usuales para el diseño del edificio y sus instalaciones con energías renovables [5]; también pueden encontrarse datos diarios medidos por satélites en el período 1983-1993 de radiación solar en superficie y extra-atmosférica y temperatura del aire a nivel del suelo [6]. Para obtener los datos se ingresa con latitud y longitud o mediante un plano de la tierra hasta localizar nuestra zona de trabajo.

Otros sitios como Tu Tiempo.net [7] proveen información medida generada por estaciones meteorológicas a lo largo del planeta a nivel mensual o diario sin cargo.

Arquitectos que contribuyen a la arquitectura sustentable

• Ashok "Bihari" Lall
• Brenda & Robert Vale [8]
• Buckminster Fuller
• BV Doshi
• Charles Correa
• Edward Mazria
• Eric Corey Freed
• Glenn Murcutt
• Hellmuth, Obata and Kassabaum
• James Wines
• Ken Yeang
• Kirksey
• Laurie Baker
• Manit Rastogi
• Michael Reynolds
• Michael Sorkin
• Mithun
• Morphogenesis
• Norman Foster
• Renzo Piano
• Sim Van der Ryn
• Tom Bender [9]
• Walter Segal [10]
• William McDonough [11]

Referencias

Referencias e información de imágenes pulsando en ellas.