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Construir con coherencia y con materiales ecológicos proporciona múltiples beneficios que se deben entender y apreciar tal y como hace la arquitectura bioclimática, un tipo de construcción que aprovecha los recursos naturales, como el Sol, la vegetación, el viento y la lluvia, para disminuir los impactos ambientales y el consumo de energía. De hecho, este tipo de obra está ligada a la ecológica, ya que también tiene un impacto en la salubridad de los edificios a través de un mejor confort térmico, el control de los niveles de CO2 en los interiores, una mayor iluminación o la utilización de materiales de construcción no tóxicos avalados.
En la arquitectura bioclimática el equilibrio y la armonía se fusionan con en el medio ambiente, ya que la totalidad del diseño del edificio se adapta a las condiciones climáticas de su entorno, teniendo en cuenta factores como las condiciones del terreno o las corrientes de aire, entre otras. En definitiva, hablamos de una arquitectura sensible al impacto que provoca en la naturaleza, que intenta minimizar el gasto energético y con él, la contaminación ambiental. Para conseguirlo, el diseño bioclimático se fundamenta en el análisis climático del sitio de estudio, para lo que es necesario procesar los principales datos climatológicos (temperatura, humedad, precipitación pluvial o radiación, entre otros) utilizando gráficas, mapas, o proyecciones típicas de la geometría solar.
El Sol es la principal fuente de energía que afecta al diseño bioclimático, por eso, es necesario adquirir una idea de su trayectoria en las distintas estaciones del año, motivadas por el eje de rotación de la Tierra, que no es siempre perpendicular al plano de su trayectoria de traslación con respecto a dicha estrella, sino que forma un ángulo variable dependiendo del periodo anual. Esta rotación incide sobre la radiación recibida por fachadas verticales orientadas al sur que, en una ciudad como Cáceres, en invierno reciben la mayoría de la radiación, mientras que las otras orientaciones apenas la reciben. En cambio, en verano, el Sol está más vertical a mediodía, por lo que la fachada sur recibe menos la incidencia de los rayos solares de forma directa, mientras que las fachadas este y oeste son especialmente castigadas durante las mañanas y las tardes.
Lo más habitual, cuando el clima es frío, es beneficiarse al máximo de: la energía térmica del Sol, por ejemplo para calefacción y agua caliente sanitaria; el efecto invernadero de los cristales; o minimizar las pérdidas de calor (a través de un buen aislamiento térmico) si hay algún elemento calefactor. Cuando el clima es cálido, lo normal es: construir muros anchos; utilizar en el tejado y la fachada colores claros; emplear toldos y cristales especiales, como doble cristal; o tener buena ventilación y usar algún sistema de refrigeración, (aislando la vivienda) son otras soluciones.
Dirigiendo la orientación de las ventanas acristaladas al sur en el Hemisferio Norte, y al norte en el Hemisferio Sur, se consigue captar mayor radiación solar en invierno y menos en verano, lo que consigue reducir el gasto energético.
Las ventanas con adecuada protección solar, alargadas en sentido vertical y situadas en la cara interior del muro, dejan entrar menos radiación en verano, evitando el sobrecalentamiento de locales cálidos. No obstante, este efecto no es aconsejable en lugares fríos o durante el invierno. Las ventanas deberían ser más grandes y situarse en la cara exterior del muro, con miradores acristalados, para potenciar la captación de la radiación solar.
Con un aislamiento térmico correcto y adaptado a las condiciones ambientales de cada lugar, se puede conseguir un gran retorno del dinero invertido en la construcción de la edificación. Por ejemplo, es normal utilizar muros gruesos que retardan las variaciones de temperatura, debido a su inercia térmica o construir edificios enterrados o semi enterrados, aprovechando también dicha propiedad de la tierra que los rodea, estabilizando la oscilación de temperatura y reduciendo el gasto energético.
La diferencia térmica y presión entre dos estancias con orientaciones opuestas genera una corriente de aire que facilita la ventilación, lo que resulta muy útil en climas cálidos o húmedos para mantener un adecuado confort térmico. Para diseñar adecuadamente la ventilación es necesario conocer la dirección, la velocidad y la temperatura a través de los datos climáticos de cada sitio de estudio. Esto permite que la ventilación también pueda ser utilizada, por ejemplo, para aumentar la humedad del aire, sobre todo, en climas cálidos secos.
Mediante la integración de fuentes de energía renovable en la arquitectura bioclimática es posible obtener consumo de generación propia y no contaminante. Incluso, puede se puede generar más de la consumida, que podría ser vendida a la red. Las fuentes más empleadas son la energía eólica, la solar fotovoltaica, la solar térmica y la geotérmica.
