El cos humà té una certa capacitat d'adaptació als canvis de l'entorn, però habitem zones del planeta tan diferents que resultaria impossible viure-hi sense la protecció dels edificis. Arreu del món hi trobem construccions adaptades al clima i els recursos que ofereix l’entorn per tal d’assolir un millor confort. Les solucions constructives depenen dels següents factors:
Les condicions de confort a l’hivern i a l’estiu són molt diferents a l’igual que ho són per climes humits o climes secs. Els paràmetres que s’hauran de controlar són: temperatura de sensació, moviment de l’aire, humitat de l’aire, qualitat de l’aire, nivell d’il·luminació, color de la llum i enlluernament. Per tant s’han de preveure estratègies per a cada una de les situacions.
Si estem a l’hemisferi nord l’orientació ideal per a l’edifici acostuma a ser la sud. Quan parlem d’orientació estem parlant de la façana que té més obertures. Un edifici pot tenir la mateixa superfície de façana en altres direccions, però si la majoria d’obertures estan a la façana sud direm que té orientació sud.
Durant l’hivern la façana sud és la que rep més radiació solar i a l’estiu, com que el Sol va alt, rep poca radiació. Tot i així també li tocarà el Sol, i és per això que resulta molt important tenir unes bones proteccions solars. Les façanes est i oest també han de quedar protegides de la radiació solar, però com que el Sol està molt més baix, és més complicat aturar-lo. Una possible opció és utilitzar lames verticals, però com que és una solució més complicada en principi és millor no tenir gaires obertures en aquestes direccions.
Un altre element que condiciona l’orientació ideal de l’edifici és el vent. Si sabem que hi ha vents predominants en una altra direcció pot ser interessant aprofitar-los per refrescar millor la casa amb ventilació natural. Per tant quan pensem l’orientació de l’edifici hem de pensar com gestionarem la radiació solar i el vent.
En regions amb clima mediterrani és habitual veure com uns edificis fan ombra als altres. D'aquesta manera es limita la radiació solar que arriba a l'edifici sense renunciar a la ventilació.
El factor de forma és la relació entre la superfície d’envolupant tèrmica i el volum de l’edifici.
Fixeu-vos que en aquests dos casos tenim el mateix volum d’edifici però l’envolupant, o sigui les façanes, cobertes i terres que dónen a l’exterior, és molt més gran en el primer cas que en el segon.
Quan més petit sigui el factor de forma menys pèrdues i guanys tindrem a través de l’envolupant de l’edifici. Tot i així en edificis d’habitatges no podem aspirar a tenir un factor de forma massa baix perquè això empitjorarà la ventilació i la il·luminació naturals. Hi haurà molts espais que quedaran lluny de les façanes.
L'alta densitat edificatòria d'algunes regions del planeta, com en aquest cas Hong Kong, fa que es busqui el límit entre compacitat de l'edifici i confort de cada un dels habitatges.
Un bon aïllament tèrmic és vital per aconseguir reduir el consum d’energia dels edificis. Un edifici mal aïllat necessita més energia per mantenir la temperatura interior i es refreda més ràpidament quan se’n va la font de calor.
En climes càlids i temperats hi ha la creença que si un edifici té molt aïllament tèrmic hi haurà problemes de sobreescalfament a l’estiu. Això pot ser cert en determinats casos en que no hi hagi una bona ventilació als edificis. La clau és aïllar bé i al mateix temps assegurar que l’edifici té un bon sistema de ventilació. D’aquesta manera hi haurà molt confort tant a l’hivern com a l’estiu i el consum d’energia serà molt baix.
En rehabilitació d’edificis sovint tindrem limitacions a l’hora d’aïllar-los correctament. L’estratègia preferible és aïllar-los per l’exterior, per tal d’eliminar el màxim de ponts tèrmics i aprofitar la inèrcia tèrmica dels tancaments. Com a opció més econòmica, si hi ha càmera d’aire, és omplir-la de material aïllant. Per últim també és possible aïllar per l’interior. En aquest cas, com que augmenten les possibilitats que hi hagi condensacions intersticials s’acostuma a col·locar una barrera de vapor a la cara calenta del tancament.
En climes càlids és molt més important aïllar bé la coberta, que rep molta radiació solar a l’estiu, que la solera. De fet en alguns casos pot ser interessant no aïllar la solera si, després de fer els càlculs necessaris, veiem que la dissipació de calor que ens proporciona a l’estiu compensa la pèrdua de calor durant l’hivern. Les façanes i cobertes ventilades també són una molt bona estratègia d’estalvi energètic per evitar el sobreescalfament dels tancaments.
Un pont tèrmic és una discontinuïtat en els nivells d’aïllament tèrmic dels tancaments. Poden ser linials i puntuals. Els que més afecten al comportament tèrmic de l’edifici són els linials, com per exemple la trobada d’un sostre amb una façana.
Cal procurar que hi hagi una continuitat total en l’aïllament de l’edifici per assegurar que tingui un bon comportament tèrmic. A més els ponts tèrmics poden ocasionar condensacions i per tant empitjorar la qualitat de l’aire interior.
Hi ha edificis que consumeixen grans quantitats d’energia tot i estar raonablement ben aïllats. La raó d’aquest malbaratament acostuma a ser un problema d’infiltracions d’aire. Un edifici de molt baix consum d’energia ha d’estar molt aïllat a nivell tèrmic i a nivell d’estanquitat a l’aire.
L’estratègia de fer edificis molt hermètics per estalviar energia suposa un repte de salubritat. Mentre que en edificis antics amb moltes infiltracions difícilment hi havia problemes de qualitat de l’aire interior, en edificis molt hermètics cal assegurar la qualitat de l’aire amb un bon sistema de ventilació mecànica.
La ventilació mecànica i la ventilació natural són perfectament compatibles, i en determinades èpoques de l’any tenir la possibilitat d’utilitzar ventilació natural en els edificis pot incrementar el confort i reduir la despesa energètica.
En climes molt calurosos i humits, com el tropical, la millor estratègia per millorar el confort és potenciar al màxim la ventilació dels espais. Aquesta casa tradicional japonesa prioritza el confort estival tot i que durant els mesos d'hivern difícilment podrà proporcionar confort als seus habitants.
La inèrcia tèrmica és la capacitat d’un material per acumular i cedir calor. Un edifici lleuger tindrà poca inèrcia tèrmica, per tant quan canvia la temperatura exterior, per exemple entre el dia i la nit, també fluctua molt la temperatura interior. Si en canvi tenim elements com poden ser uns sostres pesants, poden actuar de reguladors tèrmics. Mentre fa calor durant el dia van absorbint part d’aquesta calor, per tant hi ha més confort a l’interior. Quan la temperatura baixa a la nit els sostres es van desprenent d’aquesta calor i així el dia següent en poden tornar a absorbir.
En edificis molt ben aïllats, amb un bon control de la radiació solar i amb aire condicionat l’efecte de la inèrcia tèrmica és baix, per tant no sempre és necessari tenir una gran inèrcia tèrmica a l’edifici.
L'obertura de la finestra mostra el gruix real de la façana. Un dels objectius d'aquest tipus de façanes és incrementar la inèrcia tèrmica de l'habitatge.
Les finestres tenen un paper molt important en el funcionament tèrmic i confort lumínic dels edificis. Són elements de captació solar directa, de ventilació natural i d’entrada de llum, elements vitals per la bona salut de les persones.
Són el punt feble de façanes i cobertes, normalment serà el punt on tindrem un coeficient de transmissió tèrmica més elevat de l’edifici. A més també acostuma a ser el punt més feble pel que fa a l’estanquitat de l’edifici i a l’estiu podem patir sobreescalfament si no s’acompanyen d’unes proteccions solars adequades.
Avui en dia hi ha al mercat finestres que funcionen molt bé a nivell tèrmic i d’estanquitat. Això s’aconsegueix utilitzant vidres baix emissius, triple vidre, capes de control solar i anclatges múltiples.
La millor protecció solar acostuma a ser un tendal, perquè queda separat de la superfície de la façana i no disminueix la ventilació. En cas de tenir persianes caldrà assegurar que no generen ponts tèrmics i infiltracions d’aire. Una bona solució és utilitzar lames orientables d’accionament motoritzat. Així no generen ponts tèrmics i no tenim problemes amb les infiltracions d’aire perquè s’evita la cinta de les persianes convencionals.
Els tendals vegetals, com aquest de bruc, funcionen molt bé a nivell tèrmic pel fet de deixar passar l'aire entre els branquillons.