El cuerpo humano tiene una cierta capacidad de adaptación a los cambios del entorno, pero habitamos zonas del planeta tan diferentes que resultaría imposible vivir sin la protección de los edificios. En todo el mundo encontramos construcciones adaptadas al clima y los recursos que ofrece el entorno para lograr un mejor confort. Las soluciones constructivas dependen de los siguientes factores:
Las condiciones de confort en invierno y en verano son muy diferentes al igual que lo son para climas húmedos o climas secos. Los parámetros que se deberán controlar son: temperatura de sensación, movimiento del aire, humedad del aire, calidad del aire, nivel de iluminación, color de la luz y deslumbramiento. Por lo tanto se deben prever estrategias para cada una de las situaciones.
Si estamos en el hemisferio norte la orientación ideal para el edificio suele ser la sur. Cuando hablamos de orientación estamos hablando de la fachada que tiene más aberturas. Un edificio puede tener la misma superficie de fachada en otras direcciones, pero si la mayoría de aberturas están en la fachada sur diremos que tiene orientación sur.
Durante el invierno la fachada sur es la que recibe más radiación solar y en verano, como el Sol va alto, recibe poca radiación. De todas maneras también le tocará el Sol, y es por ello que resulta muy importante tener unas buenas protecciones solares. Las fachadas este y oeste también deben quedar protegidas de la radiación solar, pero como el Sol está mucho más bajo, es más complicado detenerlo. Una posible opción es utilizar lamas verticales, pero como es una solución más complicada en principio es mejor no tener demasiadas aberturas en estas direcciones.
Otro elemento que condiciona la orientación ideal del edificio es el viento. Si sabemos que hay vientos predominantes en otra dirección puede ser interesante aprovecharlos para refrescar mejor la casa con ventilación natural. Por lo tanto cuando pensamos la orientación del edificio debemos pensar como gestionaremos la radiación solar y el viento.
En regiones con clima mediterráneo es habitual ver como unos edificios hacen sombra a los demás. De esta manera se limita la radiación solar que llega al edificio sin renunciar a la ventilación.
El factor de forma es la relación entre la superficie de envolvente térmica y el volumen del edificio.
En estos dos casos tenemos el mismo volumen de edificio pero la envolvente, o sea las fachadas, cubiertas y suelos que dan al exterior, es mucho mayor en el primer caso que en el segundo.
Cuando menor sea el factor de forma menos pérdidas y ganancias tendremos a través de la envolvente del edificio. Aún así en edificios de viviendas no podemos aspirar a tener un factor de forma demasiado bajo porque esto empeorará la ventilación y la iluminación naturales. Habrá muchos espacios que quedarán lejos de las fachadas.
La alta densidad edificatoria de algunas regiones del planeta, como en este caso Hong Kong, hace que se busque el límite entre compacidad del edificio y confort de cada una de las viviendas.
Un buen aislamiento térmico es vital para conseguir reducir el consumo de energía de los edificios. Un edificio mal aislado necesita más energía para mantener la temperatura interior y se enfría más rápidamente cuando desaparece la fuente de calor.
En climas cálidos y templados existe la creencia de que si un edificio tiene mucho aislamiento térmico habrá problemas de sobrecalentamiento en verano. Esto puede ser cierto en determinados casos en que no haya una buena ventilación en los edificios. La clave es aislar bien y al mismo tiempo asegurar que el edificio tiene un buen sistema de ventilación. De esta manera habrá mucho confort tanto en invierno como en verano y el consumo de energía será muy bajo.
En rehabilitación de edificios a menudo tendremos limitaciones a la hora de aislar correctamente. La estrategia preferible es aislarlos por el exterior, con el fin de eliminar el máximo de puentes térmicos y aprovechar la inercia térmica de los cerramientos. Como opción más económica, si hay cámara de aire, es llenarla de material aislante. Por último también es posible aislar por el interior. En este caso aumentan las posibilidades de que haya condensaciones intersticiales. Por ello se suele colocar una barrera de vapor en la cara caliente del cerramiento.
En climas cálidos es mucho más importante aislar bien la cubierta, que recibe mucha radiación solar en verano, que la solera. De hecho en algunos casos puede ser interesante no aislar la solera si, después de hacer los cálculos necesarios, vemos que la disipación de calor que nos proporciona en verano compensa la pérdida de calor durante el invierno. Las fachadas y cubiertas ventiladas también son una muy buena estrategia de ahorro energético para evitar el sobrecalentamiento de los cerramientos.
Un puente térmico es una discontinuidad en los niveles de aislamiento térmico de los cerramientos. Pueden ser lineales y puntuales. Los que más afectan al comportamiento térmico del edificio son los lineales, como por ejemplo el encuentro de un techo con una fachada.
Hay que procurar que haya una continuidad total en el aislamiento del edificio para asegurar que tenga un buen comportamiento térmico. Además los puentes térmicos pueden ocasionar condensaciones y por tanto empeorar la calidad del aire interior.
Hay edificios que consumen grandes cantidades de energía a pesar de estar razonablemente bien aislados. La razón de este derroche suele ser un problema de infiltraciones de aire. Un edificio de muy bajo consumo de energía debe estar muy aislado a nivel térmico ya nivel de estanqueidad al aire.
La estrategia de hacer edificios muy herméticos para ahorrar energía supone un reto de salubridad. Mientras que en edificios antiguos con muchas infiltraciones difícilmente había problemas de calidad del aire interior, en edificios muy herméticos hay que asegurar la calidad del aire con un buen sistema de ventilación mecánica.
La ventilación mecánica y la ventilación natural son perfectamente compatibles, y en determinadas épocas del año tener la posibilidad de utilizar ventilación natural en los edificios puede incrementar el confort y reducir el gasto energético.
En climas muy calurosos y húmedos, como el tropical, la mejor estrategia para mejorar el confort es potenciar al máximo la ventilación de los espacios. Esta casa tradicional japonesa prioriza el confort estival aunque durante los meses de invierno difícilmente podrá proporcionar confort a sus habitantes.
La inercia térmica es la capacidad de un material para acumular y ceder calor. Un edificio ligero tendrá poca inercia térmica, por lo tanto cuando cambia la temperatura exterior, por ejemplo entre el día y la noche, también fluctúa mucho la temperatura interior. Si en cambio tenemos elementos como pueden ser unos techos pesados, pueden actuar de reguladores térmicos. Mientras hace calor durante el día van absorbiendo parte de este calor, por lo tanto hay más confort en el interior. Cuando la temperatura baja por la noche los techos se van desprendiendo de este calor y así el día siguiente pueden volver a absorber.
En edificios muy bien aislados, con un buen control de la radiación solar y con aire acondicionado al efecto de la inercia térmica es bajo, por lo que no siempre es necesario tener una gran inercia térmica en el edificio.
El hueco de la ventana muestra el grosor real de la fachada. Uno de los objetivos de este tipo de fachadas es incrementar la inercia térmica de la vivienda.
Las ventanas tienen un papel muy importante en el funcionamiento térmico y confort lumínico de los edificios. Son elementos de captación solar directa, de ventilación natural y de entrada de luz, elementos vitales para la buena salud de las personas.
Son el punto débil de fachadas y cubiertas, normalmente será el punto donde tendremos un coeficiente de transmisión térmica más elevado del edificio. Además también suele ser el punto más débil en cuanto a la estanqueidad del edificio y en verano podemos sufrir sobrecalentamiento si no se acompañan de unas protecciones solares adecuadas.
Hoy en día existen en el mercado ventanas que funcionan muy bien a nivel térmico y de estanqueidad. Esto se consigue utilizando vidrios bajo emisivos, triple vidrio, capas de control solar y anclajes múltiples.
La mejor protección solar suele ser un toldo, porque queda separado de la superficie de la fachada y no disminuye la ventilación. En caso de tener persianas habrá que asegurar que no generan puentes térmicos e infiltraciones de aire. Una buena solución es utilizar lamas orientables de accionamiento motorizado. Así no generan puentes térmicos y no tenemos problemas con las infiltraciones de aire porque se evita la cinta de las persianas convencionales.
Los toldos vegetales, como este de brezo, funcionan muy bien a nivel térmico por el hecho de dejar pasar el aire entre las ramas.