Pasos para diseñar una arquitectura que responda al clima

Dado que los edificios contribuyen con casi la mitad del uso de energía en los Estados Unidos, y el uso de energía es el principal contribuyente al calentamiento global, una forma obvia de mitigar el cambio climático es diseñar bajo o nulo edificios de uso de energía.

Hacerlo significa volver a lo básico y observar cuidadosamente cómo se optimiza el diseño de un edificio para las características particulares de un sitio específico con el fin de minimizar el potencial de uso extremo de energía.

10 pasos hacia la arquitectura sensible al clima

La arquitectura sensible al clima toma en consideración la estacionalidad, la dirección del sol (trayectoria solar y posición solar), sombra natural proporcionada por la topografía circundante, factores ambientales ( como el viento, la lluvia, la humedad) y los datos climáticos (temperatura, patrones climáticos históricos, etc.) para diseñar casas cómodas y energéticamente eficientes.

En pocas palabras, los arquitectos deberán considerar lo siguiente antes de comenzar el diseño y la arquitectura de un edificio:

1. Realice un análisis del sitio. Determine los patrones climáticos, el clima, los tipos de suelo, la velocidad y dirección del viento, los grados de calentamiento y la trayectoria del sol. Mire los flujos de agua, el hábitat y la geología del sitio. Documente cada uno con un equipo calificado de profesionales para comprender las ramificaciones de la construcción en ese lugar específico.
2. Diseña el edificio en el sitio. Utilizando un proceso de diseño integrador, use una combinación básica del diseño del edificio para determinar específicamente en el sitio la ubicación más óptima para que se ubique el edificio. Los factores a considerar aquí son el acceso a la infraestructura, manteniéndose al menos a 100 pies de distancia de cualquier cuenca hidrográfica, no construyéndose dentro de una llanura de inundación y / o en un hábitat con especies en peligro de extinción. Preguntar qué árboles y otras características geológicas deberían evitarse o cómo el agua fluye a través del sitio puede determinar la ubicación del edificio.

1. Todo se basa en el sol: orienta el edificio según los puntos cardinales. El objetivo aquí es maximizar la cantidad de sol que calienta el espacio en el invierno (por lo tanto, usar menos energía para calentar mecánicamente) y disminuir la cantidad de sol que cocina el edificio en el verano (por lo tanto, usar menos energía para enfriar mecánicamente )
2. Seleccione las áreas de ventana y los tipos de acristalamiento apropiados en función de la orientación. Las fachadas orientadas al sur deben utilizar un área de ventana apropiada para su orientación y el acristalamiento debe utilizar un vidrio doble o triple con revestimiento de baja emisividad para minimizar la cantidad de calor transmitida al espacio en los meses más cálidos, manteniendo el calor dentro durante los meses más fríos de invierno. Por ejemplo, una pared de vidrio orientada hacia el sur cocinará a los ocupantes en el interior durante los calurosos meses de verano si no se tiene cuidado de proporcionar sombra en la fachada.
3. El diseño de envolvente del edificio varía mucho según el área geográfica. Al diseñar la envolvente del edificio, factores como el aislamiento, las barreras de vapor y las barreras de aire variarán radicalmente dependiendo de si el proyecto está en el norte frío y nevado, en el sur cálido y húmedo o en el árido desierto.
4. Minimiza la huella del edificio. Cuestiona las verdaderas necesidades del programa: ¿realmente necesitas tanto espacio? ¿Hay formas en que los espacios pueden volverse multifuncionales? ¿Realmente necesitamos muchas oficinas privadas si algún miembro del personal puede teletrabajar ocasionalmente y compartir oficinas? Una vez que su equipo esté configurado en el programa de minimización, eche un vistazo al tamaño de su huella. ¿Es posible agregar historias adicionales para reducir la huella? De esta forma, el edificio tendrá menos costo de excavación y más área de la pared que puede beneficiarse de los efectos del sol sobre el calentamiento y un aumento en la iluminación natural.
5. Diseño para ventilación natural. Dado que el aire caliente se eleva, un edificio puede enfriarse diseñando para la ventilación de la chimenea extrayendo aire más frío de las aberturas bajas del edificio, mientras lleva el calor a través de las aberturas en la parte superior del espacio. La velocidad a la que se mueve el aire es una función de la distancia vertical entre las entradas y salidas, su tamaño y la diferencia de temperatura sobre la altura de la habitación.
6. Relaja los estándares de confort de los ocupantes. La mayoría de los edificios en esta época están diseñados para mantener a los ocupantes bastante cómodos, alrededor de 78 grados Fahrenheit. Sin embargo, con el diseño sensible al clima, la reducción de la cantidad de energía utilizada para enfriar y calentar el edificio puede resultar en el uso de sistemas naturales: el sol y el viento. Con esto, si los ocupantes del edificio están abiertos para agregar o quitar capas durante las estaciones, es sorprendente cuánta energía se puede ahorrar. Agregar un suéter en el invierno o relajar el código de vestimenta de la compañía a los pantalones cortos en el verano puede ser suficiente para eliminar el calentamiento y enfriamiento mecánico, ahorrando un montón de dinero y el medio ambiente.
7. Realizar modelos y análisis. Modelos de energía, modelos de iluminación, estudios de luz natural, dinámica de fluidos computacional son todas las herramientas que los diseñadores pueden y deben usar para comprender cómo el diseño se integra mejor con el clima local y las características microclimáticas específicas del sitio. De nuevo, contar con los miembros adecuados del equipo con experiencia en modelado y software es el truco para mantener bajos los costos mientras se exploran las mejores opciones para el diseño.
8. Realizar múltiples iteraciones. Si al principio no tienes éxito, ¡inténtalo de nuevo! Le tomará al equipo de diseño varias pasadas de solo estos diseños básicos en su fase de diseño prediseñado o esquemático para perfeccionar el uso de energía más bajo posible, optimizado para su sitio específico. Sin embargo, es mejor invertir más tiempo en las primeras fases de diseño para modelar el proyecto, que es mucho menos costoso que realizar cambios en el campo o más adelante en el proceso de diseño. Mantenga en las pruebas y, finalmente, su edificio responderá directamente al clima específico del sitio del proyecto.