Les estratègies de l'arquitectura bioclimàtica es basen en tres eixos:
-
Capturar la radiació solar i aprofitar-la per a activitats domèstiques.
-
Transmetre l'energia solar i protegir-la.
-
Guardar l'energia o evacuar-la segons les necessitats.
L'arquitectura bioclimàtica pretén obtenir les condicions de confort tèrmic en un habitatge aprofitant els recursos naturals. D'aquesta manera, s'aconsegueix climatitzar l'habitatge amb una eficiència energètica molt més elevada.
Aquests requisits són essencials, especialment en regions més càlides (com les mediterrànies). En aquestes regions, la captura i conservació d'energia a l'hivern sembla contradir la protecció i evacuació a l'estiu.
Les estratègies bioclimàtiques en arquitectura varien lleugerament quan es tracta de climes càlids o climes freds.
Una característica fonamental és l'ús de l'energia solar passiva i evitar la presència de sistemes mecànics. La font d'energia principal d'un habitatge passiva és el Sol.
Estratègies per capturar i protegir-se de la calor solar
Les grans àrees de vidre sovint són útils en zones temperades per captar la radiació directa de el Sol.
La Terra està inclinada sobre el seu eix pel que fa a l'àmbit de l'eclíptica en un angle de 23 ° 27 '. La altura de el sol a l'horitzó i el camí que recorre al cel varien durant les estacions.
Façana sud a l'hivern
A l'hemisferi nord, a la latitud d'Europa (al voltant de 45 ° de mitjana), a l'hivern, el sol surt al sud-est i es troba a al sud-oest, mantenint molt baix a l'horitzó (22). ° en el solstici d'hivern). Només la façana sud d'un edifici rep la llum solar adequadament.
Per capturar aquesta energia solar, és apropiat col·locar les principals obertures envidrades cap al sud.
El vidre deixa passar la llum, però absorbeix l'infraroig re-emès per les parets interiors que reben aquesta radiació solar, el que s'anomena l'efecte hivernacle. La radiació solar es converteix en calor per les superfícies opaques de l'edifici (parets, sostres i terres).
Estratègies a l'estiu
Encara en l'hemisferi nord, a l'estiu, el sol surt al nord-est, es troba a al nord-oest i està alt en l'horitzó a l'migdia. Les façanes d'un edifici irradiat pel Sol es troben principalment els murs est i oest, així com el sostre.
L'angle d'incidència dels raigs en les superfícies de vidre orientades a sud és alt. És aconsellable protegir aquestes superfícies de vidre mitjançant proteccions solars per bloquejar la radiació solar directa a l'estiu i deixar la màxima llum solar disponible a l'hivern.
En les obertures de les façanes est i oest, la protecció solar horitzontal té una eficàcia limitada, perquè els raigs solars tenen una incidència menor. Els protectors solars opacs (porticons), i fins i tot més vegetació decídua, són efectius en aquestes façanes.
La vegetació persistent també és eficaç per a protegir els vents freds, sempre que no s'oposi a el sol d'hivern.
A l'estiu és convenient generar un sistema de ventilació nocturna per aprofitar que la de fora és més baixa. Mitjançant una ventilació natural (mitjançant la tècnica de la ventilació creuada) aconseguirem renovar l'aire calent de l'interior per aire fresc de l'exterior.
Construcció bioclimàtica a l'hemisferi nord
A l'hemisferi nord, en latitud europea, una construcció bioclimàtica es caracteritza per:
-
Grans obertures al sud, perfectament protegides de el sol d'estiu.
-
Molt poques obertures a nord
-
Poques obertures cap a l'est, excepte per a quarts d'ús d'hora, com cuines: sol del matí.
-
Algunes obertures cap a l'oest, especialment per a les habitacions, per protegir-se de el sol ponent a l'estiu.
En un enfocament bioclimàtic, aquestes generalitats han d'adaptar naturalment segons l'entorn (clima, medi ambient, ...) i el ritme de vida dels usuaris de l'edifici.
Transformar / difondre la calor
Una vegada que es capta la llum solar, un edifici bioclimàtic ha de saber com convertir-lo en energia tèrmica i distribuir-la on sigui útil.
La transformació de la radiació solar en calor es realitza a través d'un cert nombre de principis, per no deteriorar el confort interior:
-
Mantenir un adequat equilibri tèrmic.
-
No degradar la qualitat lluminosa.
-
Permetre la difusió tèrmica pel sistema de ventilació i la conductivitat tèrmica de les parets.
En una construcció, la calor tendeix a acumular-cap amunt dels locals per convecció i estratificació tèrmica. La conversió a la calor de la llum s'ha de fer principalment a nivell de terra.
Sota un clima temperat, una construcció bioclimàtica dissenyada òptimament des d'un punt de vista tèrmic requereix pocs o cap sistema de calefacció o aire condicionat.
L'absorció de llum per una paret la fa fosca i limita la seva capacitat per difondre aquesta llum. Aquesta absorció no ha d'evitar la dispersió de la llum en les àrees menys il·luminades, i no ha de generar contrastos ni reflexos.
També es pot aconseguir una bona difusió de la calor (o frescor) mitjançant mètodes de ventilació adequats.
Per difondre el color correctament és important:
-
afavorir sostres molt clars per difondre la llum a les habitacions sense enlluernament
-
enfosquir els pisos per afavorir la captura d'energia en aquest nivell
-
utilitzar tons variables en les parets segons la prioritat que es doni a la difusió de la llum o la captura d'energia solar, i segons la necessitat de calor o frescor de el local en qüestió.
Quins són els colors idonis per absorbir la calor?
Les tonalitats que més probablement converteixen la llum en calor i absorció són fosques (idealment negres) i més aviat blaus, les que són més capaços de reflectir la llum i la calor són clares (idealment blanques) i bastant vermelles. Així, un pot, mitjançant un simple joc de colors, dirigir la llum i després la calor cap a les zones que ho requereixen.
Els materials mat amb una superfície granular (en particular els materials naturals) també són millors per capturar la llum i convertir-la en calor que les superfícies llises i brillants (efecte mirall, aspecte metàl·lic o lacat, etc.).
Com mantenir la calor i la frescor en un habitatge?
A l'hivern, un cop capturada i transformada, l'energia solar s'ha de conservar dins de l'edifici perquè pugui utilitzar-se de manera oportuna. A l'estiu, és la frescor nocturna (que es detecta fàcilment amb una bona ventilació) que s'ha d'emmagatzemar de manera duradora per limitar el sobreescalfament durant el dia.
El mètode més simple és utilitzar materials de construcció pesats per emmagatzemar aquesta energia ja que tenen una major inèrcia tèrmica. En aquest cas, convé que aquests materials no estiguin coberts amb aïllament tèrmic, d'aquí la importància de l'aïllament. Des de l'exterior, o possiblement l'aïllament distribuït.
Valorant el medi ambient
El medi ambient (turons, boscos, ...), així com la vegetació plantada al voltant de la construcció també tenen un paper protector: com tallavents. Un punt d'aigua al davant de l'edifici, a sud, també proporcionarà una actualització d'un o dos graus a l'estiu.